KR20210046493A - Hardmask composition, hardmask layer and method of forming patterns - Google Patents

Hardmask composition, hardmask layer and method of forming patterns Download PDF

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KR20210046493A KR1020190130265A KR20190130265A KR20210046493A KR 20210046493 A KR20210046493 A KR 20210046493A KR 1020190130265 A KR1020190130265 A KR 1020190130265A KR 20190130265 A KR20190130265 A KR 20190130265A KR 20210046493 A KR20210046493 A KR 20210046493A
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Abstract

The present invention relates to a hardmask composition comprising a polymer including a structural unit represented by chemical formula 1, a hardmask layer, and a pattern forming method. In the chemical formula 1, the definitions of Ar^1, L^1, and X^1 are the same as described in the specification.

Description

하드마스크 조성물, 하드마스크 층 및 패턴 형성 방법{HARDMASK COMPOSITION, HARDMASK LAYER AND METHOD OF FORMING PATTERNS}Hardmask composition, hardmask layer and pattern formation method {HARDMASK COMPOSITION, HARDMASK LAYER AND METHOD OF FORMING PATTERNS}

하드마스크 조성물, 상기 하드마스크 조성물의 경화물을 포함하는 하드마스크 층, 그리고 상기 하드마스크 조성물을 사용하는 패턴 형성 방법에 관한 것이다.It relates to a hardmask composition, a hardmask layer including a cured product of the hardmask composition, and a pattern forming method using the hardmask composition.

최근 반도체 산업은 수백 나노미터 크기의 패턴에서 수 내지 수십 나노미터 크기의 패턴을 가지는 초미세 기술로 발전하고 있다. 이러한 초미세 기술을 실현하기 위해서는 효과적인 리쏘그래픽 기법이 필수적이다.Recently, the semiconductor industry is developing from a pattern of several hundred nanometers to an ultra-fine technology having a pattern of several to tens of nanometers. Effective lithographic techniques are essential to realize such ultra-fine technology.

전형적인 리쏘그래픽 기법은 반도체 기판 위에 재료 층을 형성하고 그 위에 포토레지스트 층을 코팅하고 노광 및 현상을 하여 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 재료 층을 식각하는 과정을 포함한다.A typical lithographic technique involves forming a material layer on a semiconductor substrate, coating a photoresist layer thereon, exposing and developing to form a photoresist pattern, and then etching the material layer using the photoresist pattern as a mask. do.

근래, 형성하고자 하는 패턴의 크기가 감소함에 따라 상술한 전형적인 리쏘그래픽 기법만으로는 양호한 프로파일을 가진 미세 패턴을 형성하기 어렵다. 이에 따라 식각하고자 하는 재료층과 포토레지스트 층 사이에 일명 하드마스크 층(hardmask layer)이라고 불리는 보조층을 형성하여 미세 패턴을 형성할 수 있다.In recent years, as the size of the pattern to be formed decreases, it is difficult to form a fine pattern having a good profile using only the above-described typical lithographic technique. Accordingly, a fine pattern may be formed by forming an auxiliary layer called a hardmask layer between the material layer to be etched and the photoresist layer.

일 구현예는 하드마스크 층에 효과적으로 적용할 수 있는 하드마스크 조성물을 제공한다.One embodiment provides a hardmask composition that can be effectively applied to a hardmask layer.

다른 구현예는 상기 하드마스크 조성물의 경화물을 포함하는 하드마스크 층을 제공한다.Another embodiment provides a hardmask layer comprising a cured product of the hardmask composition.

또 다른 구현예는 상기 하드마스크 조성물을 사용한 패턴 형성 방법을 제공한다.Another embodiment provides a pattern forming method using the hardmask composition.

일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표현되는 제1 구조단위를 포함하는 중합체, 및 용매를 포함하는 하드마스크 조성물을 제공한다.According to one embodiment, there is provided a hardmask composition comprising a polymer including a first structural unit represented by the following Chemical Formula 1, and a solvent.

[화학식 1] [Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족고리, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리 또는 이들의 조합이고,Ar 1 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocycle, or a combination thereof,

X1은 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 분지형 알킬기이고,X 1 is a substituted or unsubstituted C3 to C10 branched alkyl group,

L1은 2가의 유기기이다. L 1 is a divalent organic group.

Ar1은 하기 그룹 1에서 선택되는 치환 또는 비치환된 어느 하나일 수 있다.Ar 1 may be any one substituted or unsubstituted selected from the group 1 below.

[그룹 1][Group 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

Ar1은 축합 방향족고리를 포함할 수 있다.Ar 1 may contain a condensed aromatic ring.

X1은 치환 또는 비치환된 iso-프로필기, 치환 또는 비치환된 iso-부틸기, 치환 또는 비치환된 sec-부틸기, 치환 또는 비치환된 tert-부틸기, 치환 또는 비치환된 iso-펜틸기, 치환 또는 비치환된 sec-펜틸기, 치환 또는 비치환된 tert-펜틸기 또는 치환 또는 비치환된 neo-펜틸기일 수 있다.X 1 is a substituted or unsubstituted iso-propyl group, a substituted or unsubstituted iso-butyl group, a substituted or unsubstituted sec-butyl group, a substituted or unsubstituted tert-butyl group, a substituted or unsubstituted iso- It may be a pentyl group, a substituted or unsubstituted sec-pentyl group, a substituted or unsubstituted tert-pentyl group, or a substituted or unsubstituted neo-pentyl group.

L1은 적어도 하나의 2차 탄소를 포함할 수 있다.L 1 may include at least one secondary carbon.

L1은 치환 또는 비치환된 메틸렌기, 치환 또는 비치환된 에틸렌기, 치환 또는 비치환된 프로필렌기, 치환 또는 비치환된 부틸렌기 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.L 1 may include a substituted or unsubstituted methylene group, a substituted or unsubstituted ethylene group, a substituted or unsubstituted propylene group, a substituted or unsubstituted butylene group, or a combination thereof.

L1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기를 더 포함할 수 있다.L 1 may further include a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group.

L1은 하기 화학식 2 로 표현될 수 있다.L 1 may be represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 2에서, In Chemical Formula 2,

Y1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기이고,Y 1 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group,

R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 니트로기, 아미노기, 히드록시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 이들의 조합이고, R 1 to R 4 are each independently hydrogen, deuterium, a halogen group, a nitro group, an amino group, a hydroxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,

R1 및 R2는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,R 1 and R 2 are each independently present or linked to each other to form a ring,

R3 및 R4는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,R 3 and R 4 are each independently present or linked to each other to form a ring,

n1은 0 또는 1이고,n 1 is 0 or 1,

m1은 0 내지 3의 정수이다.m 1 is an integer of 0 to 3.

Y1은 하기 그룹 2에서 선택되는 치환 또는 비치환된 어느 하나일 수 있다.Y 1 may be a substituted or unsubstituted any one selected from the following group 2.

[그룹 2][Group 2]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 그룹 2에서, In group 2 above,

W는 단일 결합, 산소(-O-), 황(-S-), -SO2-, 치환 또는 비치환된 에테닐렌, 카보닐(-C(=O)-), CRaRb, NRc 또는 이들의 조합이고,W is a single bond, oxygen (-O-), sulfur (-S-), -SO 2 -, substituted or unsubstituted ethenylene, carbonyl (-C(=O)-), CR a R b , NR c or a combination thereof,

Ra 내지 Rc는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 카복실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,R a to R c are each independently hydrogen, halogen, carboxyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 oxoalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxycarbonyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to A C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof,

p는 1 내지 30의 정수이고,p is an integer from 1 to 30,

*는 화학식 2의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.* Is the point of connection with other moieties in the polymer of formula (2).

L1은 하기 그룹 3에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.L 1 may be any one selected from Group 3 below.

[그룹 3][Group 3]

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 중합체는 상기 제1 구조단위와 다른 제2 구조단위를 더 포함하고, 상기 제2 구조단위는 하기 화학식 3으로 표현될 수 있다.The polymer further includes a second structural unit different from the first structural unit, and the second structural unit may be represented by Formula 3 below.

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 화학식 3에서,In Chemical Formula 3,

Ar2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족고리, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리 또는 이들의 조합이고,Ar 2 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocycle, or a combination thereof,

X2는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 분지형 알킬기이고,X 2 is a substituted or unsubstituted C3 to C10 branched alkyl group,

L2는 2가의 유기기이다. L 2 is a divalent organic group.

상기 중합체는 하기 화학식 7로 표현될 수 있다.The polymer may be represented by the following formula (7).

[화학식 7][Formula 7]

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 화학식 7에서,In Chemical Formula 7,

Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족고리, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리 또는 이들의 조합이고,Ar 1 and Ar 2 are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocycle, or a combination thereof,

X1 및 X2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 분지형 알킬기이고,X 1 and X 2 are each independently a substituted or unsubstituted C3 to C10 branched alkyl group,

Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기이고,Y 1 and Y 2 are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group,

R1 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 니트로기, 아미노기, 히드록시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 이들의 조합이고,R 1 to R 8 are each independently hydrogen, deuterium, a halogen group, a nitro group, an amino group, a hydroxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,

R1 및 R2는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,R 1 and R 2 are each independently present or linked to each other to form a ring,

R3 및 R4는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,R 3 and R 4 are each independently present or linked to each other to form a ring,

R5 및 R6은 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,R 5 and R 6 are each independently present or linked to each other to form a ring,

R7 및 R8은 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,R 7 and R 8 are each independently present or linked to each other to form a ring,

n1 및 n2는 0 또는 1이고,n 1 and n 2 are 0 or 1,

m1 및 m2는 0 내지 3의 정수이고,m 1 and m 2 are integers from 0 to 3,

a 및 b는 몰비이다.a and b are molar ratios.

상기 중합체는 제3 구조단위를 더 포함하고, 상기 제3 구조단위는 하기 화학식 8로 표현될 수 있다.The polymer further includes a third structural unit, and the third structural unit may be represented by Formula 8 below.

[화학식 8][Formula 8]

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 화학식 8에서,In Chemical Formula 8,

Ar3은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족고리, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리 또는 이들의 조합이고,Ar 3 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocycle, or a combination thereof,

L3은 2가의 유기기이고,L 3 is a divalent organic group,

상기 Ar3은 상기 Ar1과 같거나 다르고,Ar 3 is the same as or different from Ar 1,

상기 L3은 상기 L1과 같거나 다르다.L 3 is the same as or different from L 1.

다른 구현예에 따르면, 상기 하드마스크 조성물의 경화물을 포함하는 하드마스크 층을 제공한다.According to another embodiment, a hard mask layer including a cured product of the hard mask composition is provided.

또 다른 구현예에 따르면, 재료 층 위에 상술한 하드마스크 조성물을 도포하고 열처리하여 하드마스크 층을 형성하는 단계, 상기 하드마스크 층 위에 포토레지스트 층을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 층을 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 하드마스크 층을 선택적으로 제거하고 상기 재료 층의 일부를 노출하는 단계, 그리고 상기 재료 층의 노출된 부분을 식각하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법을 제공한다.According to another embodiment, the steps of forming a hardmask layer by applying the above-described hardmask composition on a material layer and heat treatment, forming a photoresist layer on the hardmask layer, exposing and developing the photoresist layer to Forming a photoresist pattern, selectively removing the hardmask layer using the photoresist pattern, exposing a portion of the material layer, and etching the exposed portion of the material layer Provides a method of formation.

중합체의 용해도, 하드마스크 층의 막밀도 및 내식각성을 동시에 확보할 수 있다.The solubility of the polymer, the film density and etch resistance of the hardmask layer can be secured at the same time.

이하, 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the embodiments of the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.

이하 본 명세서에서 특별한 정의가 없는 한, '치환된'이란, 화합물 중의 수소 원자가 중수소, 할로겐 원자(F, Br, Cl, 또는 I), 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, C1 내지 C30 알킬기, C2 내지 C30 알케닐기, C2 내지 C30 알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C7 내지 C30 아릴알킬기, C1 내지 C30 알콕시기, C1 내지 C20 헤테로알킬기, C3 내지 C20 헤테로아릴알킬기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C3 내지 C15 사이클로알케닐기, C6 내지 C15 사이클로알키닐기, C2 내지 C30 헤테로고리기 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것을 의미한다.Hereinafter, unless otherwise defined herein, the term'substituted' means that the hydrogen atom in the compound is deuterium, a halogen atom (F, Br, Cl, or I), a hydroxy group, a nitro group, a cyano group, an amino group, an azido group, amidino Group, hydrazino group, hydrazono group, carbonyl group, carbamyl group, thiol group, ester group, carboxyl group or salt thereof, sulfonic acid group or salt thereof, phosphoric acid or salt thereof, C1 to C30 alkyl group, C2 to C30 alkenyl group, C2 to C30 alkynyl group, C6 to C30 aryl group, C7 to C30 arylalkyl group, C1 to C30 alkoxy group, C1 to C20 heteroalkyl group, C3 to C20 heteroarylalkyl group, C3 to C30 cycloalkyl group, C3 to C15 cycloalkenyl group, C6 to It means substituted with a substituent selected from a C15 cycloalkynyl group, a C2 to C30 heterocyclic group, and combinations thereof.

또한 상기 치환된 할로겐 원자(F, Br, Cl, 또는 I), 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, C1 내지 C30 알킬기, C2 내지 C30 알케닐기, C2 내지 C30 알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C7 내지 C30 아릴알킬기, C1 내지 C30 알콕시기, C1 내지 C20 헤테로알킬기, C3 내지 C20 헤테로아릴알킬기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C3 내지 C15의 사이클로알케닐기, C6 내지 C15 사이클로알키닐기, C2 내지 C30 헤테로고리기 중 인접한 두 개의 치환기가 융합되어 고리를 형성할 수도 있다. 예를 들어, 상기 치환된 C6 내지 C30 아릴기는 인접한 또 다른 치환된 C6 내지 C30 아릴기와 융합되어 치환 또는 비치환된 플루오렌 고리를 형성할 수 있다.In addition, the substituted halogen atom (F, Br, Cl, or I), hydroxy group, nitro group, cyano group, amino group, azido group, amidino group, hydrazino group, hydrazono group, carbonyl group, carbamyl group, thiol group , Ester group, carboxyl group or salt thereof, sulfonic acid group or salt thereof, phosphoric acid or salt thereof, C1 to C30 alkyl group, C2 to C30 alkenyl group, C2 to C30 alkynyl group, C6 to C30 aryl group, C7 to C30 arylalkyl group, C1 to Two adjacent substituents among a C30 alkoxy group, a C1 to C20 heteroalkyl group, a C3 to C20 heteroarylalkyl group, a C3 to C30 cycloalkyl group, a C3 to C15 cycloalkenyl group, a C6 to C15 cycloalkynyl group, and a C2 to C30 heterocyclic group It can also be fused to form a ring. For example, the substituted C6 to C30 aryl group may be fused with another adjacent substituted C6 to C30 aryl group to form a substituted or unsubstituted fluorene ring.

또한, 본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, '헤테로'란, N, O, S, Se 및 P에서 선택된 헤테로 원자를 1개 내지 3개 함유한 것을 의미한다.In addition, unless otherwise defined in the specification,'hetero' means containing 1 to 3 heteroatoms selected from N, O, S, Se and P.

본 명세서에서 “방향족 고리”는 단일 고리; 2개 이상의 방향족 고리가 축합된 축합 방향족고리; 2개 이상의 방향족 고리가 단일 결합, C1 내지 C5 알킬렌기, O 또는 C(=O)에 의해 연결된 비축합 방향족 고리 또는 이들의 조합을 포함하는 것이다.In the present specification, "aromatic ring" refers to a single ring; A condensed aromatic ring in which two or more aromatic rings are condensed; Two or more aromatic rings include a single bond, a C1 to C5 alkylene group, a non-condensed aromatic ring linked by O or C(=O), or a combination thereof.

본 명세서에서 "헤테로고리"는 헤테로방향족 고리를 포함하는 개념이며, 이에 추가하여 방향족 고리, 지방족 고리, 이들의 융합고리 또는 이들의 조합과 같은 고리 화합물 내에서 탄소(C) 대신에 N, O, S, P 및 Si에서 선택되는 헤테로 원자를 적어도 한 개 함유하는 것을 의미한다. 상기 헤테로고리가 융합고리인 경우, 상기 헤테로고리 전체 또는 각각의 고리마다 헤테로 원자를 한 개 이상 포함할 수 있다.In the present specification, "heterocycle" is a concept including a heteroaromatic ring, and in addition to N, O, instead of carbon (C) in a ring compound such as an aromatic ring, an aliphatic ring, a fused ring thereof, or a combination thereof It means containing at least one hetero atom selected from S, P and Si. When the heterocycle is a fused ring, one or more heteroatoms may be included in the entire heterocycle or each ring.

본 명세서에서 "아릴기(aryl group)"는 탄화수소 방향족 모이어티를 하나 이상 갖는 그룹을 의미하며 넓게는 탄화수소 방향족 모이어티들이 단일 결합으로 연결된 형태 및 탄화수소 방향족 모이어티들이 직접 또는 간접적으로 융합된 비방향족 융합 고리 또한 포함한다. 아릴기는 모노사이클릭, 폴리사이클릭 또는 융합된 폴리사이클릭(즉, 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 고리) 작용기를 포함한다.In the present specification, "aryl group" refers to a group having one or more hydrocarbon aromatic moieties, and broadly, hydrocarbon aromatic moieties are linked by a single bond and non-aromatic in which hydrocarbon aromatic moieties are directly or indirectly fused. Also includes fused rings. Aryl groups include monocyclic, polycyclic or fused polycyclic (ie, rings that share adjacent pairs of carbon atoms) functional groups.

본 명세서에서 "헤테로고리기(heterocyclic group)"는 헤테로아릴기를 포함하는 개념이며, 이에 추가하여 아릴기, 사이클로알킬기, 이들의 융합고리 또는 이들의 조합과 같은 고리 화합물 내에서 탄소(C) 대신에 N, O, S, P 및 Si에서 선택되는 헤테로 원자를 적어도 한 개 함유하는 것을 의미한다. 상기 헤테로고리기가 융합고리인 경우, 상기 헤테로고리기 전체 또는 각각의 고리마다 헤테로 원자를 한 개 이상 포함할 수 있다.In the present specification, "heterocyclic group" is a concept including a heteroaryl group, and in addition to this, instead of carbon (C) in a cyclic compound such as an aryl group, a cycloalkyl group, a fused ring thereof, or a combination thereof It means containing at least one hetero atom selected from N, O, S, P and Si. When the heterocyclic group is a fused ring, one or more heteroatoms may be included in the entire heterocyclic group or each ring.

보다 구체적으로, 치환 또는 비치환된 아릴기는 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 페난트릴기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 나프타세닐기, 치환 또는 비치환된 피레닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 쿼터페닐기, 치환 또는 비치환된 크리세닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기, 치환 또는 비치환된 페릴레닐기, 치환 또는 비치환된 인데닐기, 이들의 조합 또는 이들의 조합이 융합된 형태일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.More specifically, the substituted or unsubstituted aryl group is a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted naphthyl group, a substituted or unsubstituted anthracenyl group, a substituted or unsubstituted phenanthryl group, a substituted or unsubstituted flu Orenyl group, substituted or unsubstituted naphthacenyl group, substituted or unsubstituted pyrenyl group, substituted or unsubstituted biphenyl group, substituted or unsubstituted terphenyl group, substituted or unsubstituted quarterphenyl group, substituted or unsubstituted chlorine A senyl group, a substituted or unsubstituted triphenylenyl group, a substituted or unsubstituted perylenyl group, a substituted or unsubstituted indenyl group, a combination thereof, or a combination thereof may be fused, but is not limited thereto. .

보다 구체적으로, 치환 또는 비치환된 헤테로고리기는, 치환 또는 비치환된 퓨라닐기, 치환 또는 비치환된 티오페닐기, 치환 또는 비치환된 피롤릴기, 치환 또는 비치환된 피라졸릴기, 치환 또는 비치환된 이미다졸일기, 치환 또는 비치환된 트리아졸일기, 치환 또는 비치환된 옥사졸일기, 치환 또는 비치환된 티아졸일기, 치환 또는 비치환된 옥사디아졸일기, 치환 또는 비치환된 티아디아졸일기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 피라지닐기, 치환 또는 비치환된 트리아지닐기, 치환 또는 비치환된 벤조퓨라닐기, 치환 또는 비치환된 벤조티오페닐기, 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸일기, 치환 또는 비치환된 인돌일기, 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐기, 치환 또는 비치환된 이소퀴놀리닐기, 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐기, 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐기, 치환 또는 비치환된 나프티리디닐기, 치환 또는 비치환된 벤즈옥사진일기, 치환 또는 비치환된 벤즈티아진일기, 치환 또는 비치환된 아크리디닐기, 치환 또는 비치환된 페나진일기, 치환 또는 비치환된 페노티아진일기, 치환 또는 비치환된 페녹사진일기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸릴기, 치환 또는 비치환된 피리도인돌일기, 치환 또는 비치환된 벤조피리도옥사진일기, 치환 또는 비치환된 벤조피리도티아진일기, 치환 또는 비치환된 9,9-디메틸9,10디히드로아크리딘일기, 이들의 조합 또는 이들의 조합이 융합된 형태일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 본 발명의 일 예에서, 헤테로고리기 또는 헤테로아릴기는 피롤기, 인돌일기 또는 카바졸릴기일 수 있다.More specifically, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a substituted or unsubstituted furanyl group, a substituted or unsubstituted thiophenyl group, a substituted or unsubstituted pyrrolyl group, a substituted or unsubstituted pyrazolyl group, a substituted or unsubstituted Substituted imidazolyl group, substituted or unsubstituted triazolyl group, substituted or unsubstituted oxazolyl group, substituted or unsubstituted thiazolyl group, substituted or unsubstituted oxadiazolyl group, substituted or unsubstituted thiadiazole Diary, substituted or unsubstituted pyridinyl group, substituted or unsubstituted pyrimidinyl group, substituted or unsubstituted pyrazinyl group, substituted or unsubstituted triazinyl group, substituted or unsubstituted benzofuranyl group, substituted or unsubstituted A substituted benzothiophenyl group, a substituted or unsubstituted benzimidazolyl group, a substituted or unsubstituted indolyl group, a substituted or unsubstituted quinolinyl group, a substituted or unsubstituted isoquinolinyl group, a substituted or unsubstituted quinazoli Nyl group, substituted or unsubstituted quinoxalinyl group, substituted or unsubstituted naphthyridinyl group, substituted or unsubstituted benzoxazineyl group, substituted or unsubstituted benzthiazinyl group, substituted or unsubstituted acridinyl group, substituted Or unsubstituted phenazineyl group, substituted or unsubstituted phenothiazinyl group, substituted or unsubstituted phenoxazineyl group, substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group, substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group, substituted or unsubstituted A substituted carbazolyl group, a substituted or unsubstituted pyridoindolyl group, a substituted or unsubstituted benzopyridooxazineyl group, a substituted or unsubstituted benzopyridothiazinyl group, a substituted or unsubstituted 9,9-dimethyl9 ,10 dihydroacridinyl group, a combination thereof, or a combination thereof may be a fused form, but is not limited thereto. In one example of the present invention, the heterocyclic group or the heteroaryl group may be a pyrrole group, an indolyl group, or a carbazolyl group.

본 명세서에서 “아릴렌기”는 위에서 정의한 치환 또는 비치환된 아릴기에서 연결기가 2개 있는 것을 의미하는 것이며, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프탈렌기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐렌기, 치환 또는 비치환된 페난트릴렌기, 치환 또는 비치환된 나프타세닐렌기, 치환 또는 비치환된 피레닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 치환 또는 비치환된 쿼터페닐렌기, 치환 또는 비치환된 크리세닐렌기, 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐렌기, 치환 또는 비치환된 페릴레닐렌기, 치환 또는 비치환된 인데닐렌기, 이들의 조합 또는 이들의 조합이 축합된 형태일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.In the present specification, “arylene group” means that there are two linking groups in the substituted or unsubstituted aryl group defined above, for example, a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted naphthalene group, a substituted or Unsubstituted anthracenylene group, substituted or unsubstituted phenanthrylene group, substituted or unsubstituted naphthacenylene group, substituted or unsubstituted pyrenylene group, substituted or unsubstituted biphenylene group, substituted or unsubstituted terphenyl A ene group, a substituted or unsubstituted quarterphenylene group, a substituted or unsubstituted cryenylene group, a substituted or unsubstituted triphenylenylene group, a substituted or unsubstituted perylene group, a substituted or unsubstituted indenylene group, these A combination of or a combination thereof may be in a condensed form, but is not limited thereto.

또한, 본 명세서에서, 중합체는 올리고머(oligomer)와 중합체(polymer)를 포함한 것을 의미한다. In addition, in the present specification, the polymer refers to an oligomer and a polymer.

이하 일 구현예에 따른 하드마스크 조성물을 설명한다.Hereinafter, a hardmask composition according to one embodiment will be described.

일 구현예에 따른 하드마스크 조성물은 중합체 및 용매를 포함한다.The hardmask composition according to one embodiment includes a polymer and a solvent.

상기 중합체는 카보네이트 모이어티를 포함할 수 있고, 예를 들어, 중합체는 측쇄로서 카보네이트 모이어티를 포함할 수 있고, 예를 들어 중합체는 방향족 고리 및/또는 헤테로 고리를 포함하는 주쇄에 측쇄로서 카보네이트 모이어티를 포함할 수 있다. 중합체의 측쇄에 위치한 상기 카보네이트 모이어티는 예컨대 벌키한 작용기를 포함할 수 있으며, 예컨대 알킬 카보네이트 모이어티일 수 있으며, 예컨대 C3 이상의 알킬 카보네이트 모이어티일 수 있으며, 예컨대 C3 이상의 분지형 알킬 카보네이트 모이어티일 수 있다. 중합체는 이러한 벌키한 측쇄를 가짐으로써 중합체 사이의 상호작용(interaction) 및/또는 스태킹(stacking)을 줄이거나 방지하여 용매에 대한 용해도를 개선할 수 있다. The polymer may comprise a carbonate moiety, for example, the polymer may comprise a carbonate moiety as a side chain, for example, the polymer may contain a carbonate moiety as a side chain in a main chain comprising an aromatic ring and/or a hetero ring. May contain tea. The carbonate moiety located in the side chain of the polymer may include, for example, a bulky functional group, such as an alkyl carbonate moiety, such as a C3 or higher alkyl carbonate moiety, such as a C3 or higher branched alkyl carbonate moiety. Polymers can improve solubility in solvents by having such bulky side chains to reduce or prevent interaction and/or stacking between polymers.

이에 따라 중합체는 주쇄에 고탄소 함량의 방향족 고리 및/또는 헤테로고리를 포함함으로써 단단한 막질의 중합체 층을 형성할 수 있어서 내식각성을 개선할 수 있는 동시에, 측쇄에 상기 카보네이트 모이어티를 포함함으로써 중합체의 용매에 대한 용해성을 높일 수 있어서 하드마스크 조성물의 코팅성을 개선할 수 있다.. Accordingly, the polymer includes an aromatic ring and/or a heterocycle having a high carbon content in the main chain, thereby forming a polymer layer having a hard film, thereby improving etch resistance, and at the same time, the carbonate moiety is included in the side chain. Since the solubility in a solvent can be improved, the coatability of the hardmask composition can be improved.

일 예로, 상기 중합체는 하기 화학식 1로 표현되는 구조단위를 포함할 수 있다.For example, the polymer may include a structural unit represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00009
Figure pat00009

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족고리, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리 또는 이들의 조합이고,Ar 1 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocycle, or a combination thereof,

X1은 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 분지형 알킬기이고,X 1 is a substituted or unsubstituted C3 to C10 branched alkyl group,

L1은 2가의 유기기이다. L 1 is a divalent organic group.

상기 화학식 1에서, Ar1의 정의 중, '치환된'은 화학식 1에 도시된 *-O(C=O)O-X1 외의 다른 치환기로 더 치환된 것을 의미하고, '비치환된'은 화학식 1에 도시된 *-O(C=O)O-X1 이외의 다른 치환기로 더 치환되지 않은 것을 의미한다. In Formula 1, in the definition of Ar 1 ,'substituted' means that it is further substituted with a substituent other than *-O(C=O)OX 1 shown in Formula 1, and'unsubstituted' is Formula 1 It means that it is not further substituted with a substituent other than *-O(C=O)OX 1 shown in.

상기 방향족 고리는 단일 고리이거나; 2개 이상의 방향족 고리가 융합된 융합 고리이거나; 2개 이상의 방향족 고리가 단일 결합, C1 내지 C5 알킬렌기, O, C(=O) 또는 OC(=O)에 의해 연결된 비융합 고리일 수 있다.The aromatic ring is a single ring; A fused ring in which two or more aromatic rings are fused; Two or more aromatic rings may be unfused rings linked by a single bond, a C1 to C5 alkylene group, O, C(=O) or OC(=O).

상기 헤테로 고리는 단일 고리이거나; 2개 이상의 헤테로 고리가 융합된 융합고리이거나; 2개 이상의 헤테로 고리가 단일 결합, C1 내지 C5 알킬렌기, O, C(=O) 또는 OC(=O)에 의해 연결된 비융합 고리이거나; 1개 이상의 방향족 고리와 1개 이상의 헤테로 고리가 융합된 융합고리이거나; 1개 이상의 방향족 고리와 1개 이상의 헤테로 고리가 단일 결합, C1 내지 C5 알킬렌기, O, C(=O) 또는 OC(=O)에 의해 연결된 비융합 고리일 수 있다.The hetero ring is a single ring; A fused ring in which two or more hetero rings are fused; Two or more hetero rings are unfused rings linked by a single bond, a C1 to C5 alkylene group, O, C(=O) or OC(=O); A fused ring in which at least one aromatic ring and at least one hetero ring are fused; At least one aromatic ring and at least one hetero ring may be a single bond, a C1 to C5 alkylene group, a non-fused ring connected by O, C(=O) or OC(=O).

중합체가 방향족 고리 및/또는 헤테로고리를 가짐으로써, 중합체의 탄소함량을 높일 수 있어서 단단한 층을 형성할 수 있으므로 높은 내식각성을 부여할 수 있다.When the polymer has an aromatic ring and/or a hetero ring, it is possible to increase the carbon content of the polymer to form a hard layer, so that high corrosion resistance can be imparted.

일 예로, Ar1은 하기 그룹 1에서 선택되는 치환 또는 비치환된 어느 하나일 수 있다.For example, Ar 1 may be any one substituted or unsubstituted selected from the group 1 below.

[그룹 1][Group 1]

Figure pat00010
Figure pat00010

상기 그룹 1에서, 각 방향족 고리 및 헤테로 고리는 비치환될 수도 있고 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수도 있다. 여기서 치환기는 예컨대 중수소, 할로겐, 히드록시기, 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 헤테로아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예컨대, 페닐기, 나프틸기, N-페닐아미노기, N,N-페닐아미노기 또는 이들의 조합일 수 있다.In Group 1, each aromatic ring and hetero ring may be unsubstituted or may be substituted with one or more substituents. Here, the substituent is, for example, deuterium, halogen, hydroxy group, amino group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylamino group, substituted or unsubstituted C1 to C30 arylamino group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkenyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkynyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, substituted Or an unsubstituted C1 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 heteroarylalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted It may be a C3 to C30 heteroaryl group or a combination thereof, but is not limited thereto. For example, it may be a phenyl group, a naphthyl group, an N-phenylamino group, an N,N-phenylamino group, or a combination thereof.

일 예로, Ar1은 다환 방향족고리일 수 있고, 축합 방향족고리 및/또는 비축합 방향족고리일 수 있으나, 바람직하게는 축합 방향족고리일 수 있다 For example, Ar 1 may be a polycyclic aromatic ring, may be a condensed aromatic ring and/or a non-condensed aromatic ring, but preferably may be a condensed aromatic ring

전술한 바와 같이, 중합체는 분지형 알킬 카보네이트 모이어티를 가지는 방향족 고리 및/또는 헤테로 고리를 포함할 수 있고, 예를 들어, X1이 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 분지형 알킬기와 같은 벌키(bulky)한 알킬기일 수 있다, 이에 따라, 중합체의 분자 간 상호작용(intermolecular interaction)을 약화시킴으로써, 유기용매에서 중합체의 용해도를 더욱 높일 수 있고, 스핀-온 코팅과 같은 용액 공정으로 중합체 층을 더욱 효과적으로 형성할 수 있다.As described above, the polymer may include an aromatic ring and/or a hetero ring having a branched alkyl carbonate moiety, for example, a bulky (such as a C3 to C10 branched alkyl group in which X 1 is substituted or unsubstituted) ( It may be a bulky) alkyl group. Accordingly, by weakening the intermolecular interaction of the polymer, the solubility of the polymer in an organic solvent can be further increased, and the polymer layer can be further enhanced by a solution process such as spin-on coating. It can be formed effectively.

일 예로, X1은 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 iso-알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 sec-알킬기, 치환 또는 비치환된 C4 내지 C10 tert-알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C5 내지 C10 neo-알킬기일 수 있으나, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 C4 내지 C10 tert-알킬기일 수 있다. For example, X 1 is a substituted or unsubstituted C3 to C10 iso-alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C10 sec-alkyl group, a substituted or unsubstituted C4 to C10 tert-alkyl group, or a substituted or unsubstituted C5 to C10 It may be a neo-alkyl group, preferably a substituted or unsubstituted C4 to C10 tert-alkyl group.

일 예로, X1은 치환 또는 비치환된 iso-프로필기, 치환 또는 비치환된 iso-부틸기, 치환 또는 비치환된 sec-부틸기, 치환 또는 비치환된 tert-부틸기, 치환 또는 비치환된 iso-펜틸기, 치환 또는 비치환된 sec-펜틸기, 치환 또는 비치환된 tert-펜틸기 또는 치환 또는 비치환된 neo-펜틸기일 수 있으나, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 tert-부틸기일 수 있다.For example, X 1 is a substituted or unsubstituted iso-propyl group, a substituted or unsubstituted iso-butyl group, a substituted or unsubstituted sec-butyl group, a substituted or unsubstituted tert-butyl group, a substituted or unsubstituted Iso-pentyl group, substituted or unsubstituted sec-pentyl group, substituted or unsubstituted tert-pentyl group, or substituted or unsubstituted neo-pentyl group, but preferably substituted or unsubstituted tert-butyl group. I can.

일 예로, L1은 적어도 하나의 2차 탄소를 포함할 수 있고, 예를 들어 중합체의 주쇄에 2차 탄소를 포함할 수 있고, 예를 들어, L1에서, Ar1과 결합 지점이 2차 탄소일 수 있다. 여기에서, 2차 탄소란 중심탄소가 할 수 있는 4개의 결합 중 2개가 각각 서로 다른 탄소와 결합된 중심탄소인 것으로 정의한다.For example, L 1 may include at least one secondary carbon, for example, may include a secondary carbon in the main chain of the polymer, for example, in L 1 , the bonding point with Ar 1 is secondary It can be carbon. Here, the secondary carbon is defined as a central carbon in which two of the four bonds that the central carbon can make are each bonded to a different carbon.

L1이 2차 탄소를 포함함으로써, 상기 화학식 1로 표현되는 구조단위를 포함하는 중합체로 제조된 층은 높은 막강도와 막밀도를 나타낼 수 있다. 이에 따라, 상기 화학식 1로 표현되는 구조단위를 포함하는 중합체로 제조된 층 위에, 좁은 선폭의 패턴을 가지는 층을 형성할 경우, 패턴의 휨 현상을 감소시킬 수 있고, 긴 비아(via) 또는 홀(hole)을 포함하는 패턴을 가지는 층을 형성할 경우, 패턴의 보잉(bowing) 현상을 감소시킬 수 있다.Since L 1 contains secondary carbon, a layer made of a polymer containing the structural unit represented by Formula 1 may exhibit high film strength and film density. Accordingly, when a layer having a narrow line width pattern is formed on a layer made of a polymer containing the structural unit represented by Formula 1, the warpage of the pattern can be reduced, and long vias or holes When a layer having a pattern including (hole) is formed, bowing of the pattern can be reduced.

예를 들어, L1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C15 알킬렌기를 포함할 수 있고, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C7 알킬렌기, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬렌기, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬렌기를 포함할 수 있다.For example, L 1 may include a substituted or unsubstituted C1 to C15 alkylene group, for example, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group, for example, a substituted or unsubstituted C1 to C7 An alkylene group, for example, a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkylene group, for example, a substituted or unsubstituted C1 to C4 alkylene group may be included.

일 예로, L1은 치환 또는 비치환된 메틸렌기, 치환 또는 비치환된 에틸렌기, 치환 또는 비치환된 프로필렌기, 치환 또는 비치환된 부틸렌기 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.For example, L 1 may include a substituted or unsubstituted methylene group, a substituted or unsubstituted ethylene group, a substituted or unsubstituted propylene group, a substituted or unsubstituted butylene group, or a combination thereof.

일 예로, L1은 적어도 하나의 2차 탄소 이외에 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기를 더 포함할 수 있고, 예를 들어, L1은 하기 그룹 2에서 선택되는 치환 또는 비치환된 아릴렌기를 더 포함할 수 있다.For example, L 1 may further include a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group in addition to at least one secondary carbon, for example, L 1 is a substituted or unsubstituted arylene selected from the following group 2 It may further include a group.

[그룹 2][Group 2]

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 그룹 2에서, In group 2 above,

W는 단일 결합, 산소(-O-), 황(-S-), -SO2-, 치환 또는 비치환된 에테닐렌, 카보닐(-C(=O)-), CRaRb, NRc 또는 이들의 조합이고,W is a single bond, oxygen (-O-), sulfur (-S-), -SO 2 -, substituted or unsubstituted ethenylene, carbonyl (-C(=O)-), CR a R b , NR c or a combination thereof,

Ra 내지 Rc는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 카복실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,R a to R c are each independently hydrogen, halogen, carboxyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 oxoalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxycarbonyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to A C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof,

p는 1 내지 30의 정수이고,p is an integer from 1 to 30,

*는 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.* Is the point of connection with other moieties in the polymer.

상기 그룹 2에서, 각 아릴렌기는 비치환될 수도 있고 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수도 있다. 여기서 치환기는 예컨대 중수소, 할로겐, 히드록시기, 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 헤테로아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In Group 2, each arylene group may be unsubstituted or substituted with one or more substituents. Here, the substituent is, for example, deuterium, halogen, hydroxy group, amino group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkenyl group, substituted or unsubstituted C1 To C30 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 arylalkyl group, It may be a substituted or unsubstituted C6 to C30 heteroarylalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof, but is not limited thereto.

일 예로, L1은 하기 화학식 2로 표현될 수 있다. For example, L 1 may be represented by Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00012
Figure pat00012

상기 화학식 2에서, In Chemical Formula 2,

Y1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기이고,Y 1 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group,

R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 니트로기, 아미노기, 히드록시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 이들의 조합이고, R 1 to R 4 are each independently hydrogen, deuterium, a halogen group, a nitro group, an amino group, a hydroxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,

R1 및 R2는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,R 1 and R 2 are each independently present or linked to each other to form a ring,

R3 및 R4는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,R 3 and R 4 are each independently present or linked to each other to form a ring,

n1은 0 또는 1이고,n 1 is 0 or 1,

m1은 0 내지 3의 정수이다.m 1 is an integer of 0 to 3.

일 예로, Y1은 상기 그룹 2에서 선택되는 치환 또는 비치환된 어느 하나일 수 있다.For example, Y 1 may be any one of substituted or unsubstituted selected from Group 2.

일 예로, R1 내지 R4 는 서로 같거나 다를 수 있고, 예를 들어, R1 및 R2는 서로 같거나 다를 수 있고, R3 및 R4는 서로 같거나 다를 수 있다.For example, R 1 to R 4 may be the same as or different from each other, for example, R 1 and R 2 may be the same as or different from each other, and R 3 and R 4 may be the same or different from each other.

일 예로, R1 내지 R4 중 적어도 둘은 수소일 수 있고, 예를 들어, R1 및 R2 중 적어도 하나는 수소이고, R3 및 R4 중 적어도 하나는 수소일 수 있고, 예를 들어, R1 내지 R4는 모두 수소일 수 있다. For example, at least two of R 1 to R 4 may be hydrogen, for example, at least one of R 1 and R 2 may be hydrogen, and at least one of R 3 and R 4 may be hydrogen, for example , R 1 to R 4 may all be hydrogen.

일 예로, m1은 0 내지 2의 정수일 수 있고, m1은 0 또는 1일 수 있다.For example, m 1 may be an integer of 0 to 2, and m 1 may be 0 or 1.

m1이 2 이상의 정수일 경우, 복수 개의 R3은 서로 같거나 다를 수 있고, 복수 개의 R4는 서로 같거나 다를 수 있다.When m 1 is an integer of 2 or more, a plurality of R 3 may be the same as or different from each other, and a plurality of R 4 may be the same or different from each other.

일 예로, m1과 n1은 모두 0일 수 있고, m1과 n1은 모두 1일 수 있다.For example, both m 1 and n 1 may be 0, and both m 1 and n 1 may be 1.

예를 들어, 상기 L1은 하기 그룹 3에서 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.For example, L 1 may be any one selected from Group 3 below, but is not limited thereto.

[그룹 3][Group 3]

Figure pat00013
Figure pat00013

상기 중합체는 전술한 제1 구조단위를 1개 또는 복수 개 포함할 수 있고, 상기 중합체 내에 포함된 전술한 제1 구조단위의 개수 및 배열은 한정되지 않는다. The polymer may include one or a plurality of the first structural units described above, and the number and arrangement of the first structural units included in the polymer are not limited.

일 예로, 상기 중합체는 제1 구조단위와 다른 제2 구조단위를 더 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 중합체 내에서, 제1 구조단위끼리 연속되어 연결되어 있을 수 있고, 제2 구조단위끼리 연속되어 연결되어 있을 수 있고, 제1 구조단위와 제2 구조단위가 번갈아 연결되어 있을 수 있고, 제1 구조단위와 제2 구조단위가 무작위적으로 연결되어 있을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the polymer may further include a second structural unit different from the first structural unit, for example, in the polymer, the first structural units may be connected to each other in succession, and the second structural units may be connected to each other. The first structural unit and the second structural unit may be connected alternately, and the first structural unit and the second structural unit may be connected randomly, but are not limited thereto.

일 예로, 상기 제2 구조단위는 하기 화학식 3으로 표현될 수 있다.For example, the second structural unit may be represented by Formula 3 below.

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00014
Figure pat00014

상기 화학식 3에서, Ar2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족고리, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리 또는 이들의 조합이고,In Formula 3, Ar 2 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocycle, or a combination thereof,

X2는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 분지형 알킬기이고,X 2 is a substituted or unsubstituted C3 to C10 branched alkyl group,

L2는 2가의 유기기이다. L 2 is a divalent organic group.

일 예로, Ar2는 상기 그룹 1에서 선택되는 치환 또는 비치환된 어느 하나일 수 있다.For example, Ar 2 may be any one of substituted or unsubstituted selected from Group 1.

일 예로, Ar2는 다환 방향족고리일 수 있고, 축합 방향족고리 및/또는 비축합 방향족고리일 수 있으나, 바람직하게는 축합 방향족고리일 수 있다For example, Ar 2 may be a polycyclic aromatic ring, may be a condensed aromatic ring and/or a non-condensed aromatic ring, but preferably may be a condensed aromatic ring

Ar2의 정의 중, '치환된'은 화학식 3에 도시된 *-O(C=O)O-X2 외의 다른 치환기로 더 치환된 것을 의미하고, '비치환된'은 화학식 3에 도시된 *-O(C=O)O-X2 외의 다른 치환기로 더 치환되지 않은 것을 의미한다.In the definition of Ar 2 ,'substituted' means that it is further substituted with a substituent other than *-O(C=O)OX 2 shown in Formula 3, and'unsubstituted' is *- shown in Formula 3 It means that it is not further substituted with a substituent other than O(C=O)OX 2.

일 예로, X2는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 iso-알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 sec-알킬기, 치환 또는 비치환된 C4 내지 C10 tert-알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C5 내지 C10 neo-알킬기일 수 있으나, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 C4 내지 C10 tert-알킬기일 수 있다. For example, X 2 is a substituted or unsubstituted C3 to C10 iso-alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C10 sec-alkyl group, a substituted or unsubstituted C4 to C10 tert-alkyl group, or a substituted or unsubstituted C5 to C10 It may be a neo-alkyl group, preferably a substituted or unsubstituted C4 to C10 tert-alkyl group.

일 예로, X2는 치환 또는 비치환된 iso-프로필기, 치환 또는 비치환된 iso-부틸기, 치환 또는 비치환된 sec-부틸기, 치환 또는 비치환된 tert-부틸기, 치환 또는 비치환된 iso-펜틸기, 치환 또는 비치환된 sec-펜틸기, 치환 또는 비치환된 tert-펜틸기 또는 치환 또는 비치환된 neo-펜틸기일 수 있으나, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 tert-부틸기일 수 있다.For example, X 2 is a substituted or unsubstituted iso-propyl group, a substituted or unsubstituted iso-butyl group, a substituted or unsubstituted sec-butyl group, a substituted or unsubstituted tert-butyl group, a substituted or unsubstituted Iso-pentyl group, substituted or unsubstituted sec-pentyl group, substituted or unsubstituted tert-pentyl group, or substituted or unsubstituted neo-pentyl group, but preferably substituted or unsubstituted tert-butyl group. I can.

일 예로, L2는 적어도 하나의 2차 탄소를 포함할 수 있고, 예를 들어 중합체의 주쇄에 2차 탄소를 포함할 수 있고, 예를 들어, L2에서, Ar2와 결합 지점이 2차 탄소일 수 있다. 여기에서, 2차 탄소란 중심탄소가 할 수 있는 4개의 결합 중 2개가 각각 서로 다른 탄소와 결합된 중심탄소인 것으로 정의한다.For example, L 2 may include at least one secondary carbon, for example, may include a secondary carbon in the main chain of the polymer, for example, in L 2 , the bonding point with Ar 2 is secondary It can be carbon. Here, the secondary carbon is defined as a central carbon in which two of the four bonds that the central carbon can make are each bonded to a different carbon.

예를 들어, L2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C15 알킬렌기를 포함할 수 있고, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C7 알킬렌기, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬렌기, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬렌기를 포함할 수 있다.For example, L 2 may include a substituted or unsubstituted C1 to C15 alkylene group, for example, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group, for example, a substituted or unsubstituted C1 to C7 An alkylene group, for example, a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkylene group, for example, a substituted or unsubstituted C1 to C4 alkylene group may be included.

일 예로, L2는 치환 또는 비치환된 메틸렌기, 치환 또는 비치환된 에틸렌기, 치환 또는 비치환된 프로필렌기, 치환 또는 비치환된 부틸렌기 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.For example, L 2 may include a substituted or unsubstituted methylene group, a substituted or unsubstituted ethylene group, a substituted or unsubstituted propylene group, a substituted or unsubstituted butylene group, or a combination thereof.

일 예로, L2는 적어도 하나의 2차 탄소 이외에 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기를 더 포함할 수 있고, 예를 들어, L2는 상기 그룹 2에서 선택되는 치환 또는 비치환된 아릴렌기를 더 포함할 수 있다.For example, L 2 may further include a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group in addition to at least one secondary carbon, for example, L 2 is a substituted or unsubstituted arylene selected from Group 2 It may further include a group.

일 예로, L2는 하기 화학식 4로 표현될 수 있다. For example, L 2 may be represented by Formula 4 below.

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00015
Figure pat00015

상기 화학식 4에서, In Chemical Formula 4,

Y2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기이고,Y 2 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group,

R5 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 니트로기, 아미노기, 히드록시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 이들의 조합이고, R 5 to R 8 are each independently hydrogen, deuterium, a halogen group, a nitro group, an amino group, a hydroxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,

R5 및 R6은 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,R 5 and R 6 are each independently present or linked to each other to form a ring,

R7 및 R8은 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,R 7 and R 8 are each independently present or linked to each other to form a ring,

n2는 0 또는 1이고,n 2 is 0 or 1,

m2는 0 내지 3의 정수이다m 2 is an integer from 0 to 3

일 예로, Y2는 상기 그룹 2에서 선택되는 치환 또는 비치환된 어느 하나일 수 있다.For example, Y 2 may be any one of substituted or unsubstituted selected from Group 2.

일 예로, R5 내지 R8은 서로 같거나 다를 수 있고, 예를 들어, R5 및 R6은 서로 같거나 다를 수 있고, R7 및 R8은 서로 같거나 다를 수 있다.For example, R 5 to R 8 may be the same as or different from each other, for example, R 5 and R 6 may be the same as or different from each other, and R 7 and R 8 may be the same or different from each other.

일 예로, R5 내지 R8 중 적어도 둘은 수소일 수 있고, 예를 들어, R5 및 R6 중 적어도 하나는 수소이고, R7 및 R8 중 적어도 하나는 수소일 수 있으나, 바람직하게는 R5 내지 R8은 모두 수소일 수 있다.For example, at least two of R 5 to R 8 may be hydrogen, for example, at least one of R 5 and R 6 may be hydrogen, and at least one of R 7 and R 8 may be hydrogen, but preferably All of R 5 to R 8 may be hydrogen.

일 예로, m2는 0 내지 2의 정수일 수 있고, m2는 0 또는 1일 수 있다.For example, m 2 may be an integer of 0 to 2, and m 2 may be 0 or 1.

m2가 2 이상의 정수일 경우, 복수 개의 R7은 서로 같거나 다를 수 있고, 복수 개의 R8은 서로 같거나 다를 수 있다.When m 2 is an integer of 2 or more, a plurality of R 7 may be the same as or different from each other, and a plurality of R 8 may be the same or different from each other.

일 예로, m2와 n2는 모두 0일 수 있고, m2와 n2는 모두 1일 수 있다.For example, both m 2 and n 2 may be 0, and both m 2 and n 2 may be 1.

예를 들어, 상기 L2는 상기 그룹 3에서 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.For example, L 2 may be any one selected from Group 3, but is not limited thereto.

상기 중합체는 전술한 제2 구조단위를 1개 또는 복수 개 포함할 수 있고, 상기 중합체 내에 포함된 전술한 제2 구조단위의 개수 및 배열은 한정되지 않는다. The polymer may include one or a plurality of the second structural units described above, and the number and arrangement of the second structural units included in the polymer are not limited.

상기 중합체는, 하기 화학식 5로 표현되는 상기 제1 구조단위 및 선택적으로 하기 화학식 6으로 표현되는 제2 구조단위를 포함할 수 있다.The polymer may include the first structural unit represented by Formula 5 below and optionally a second structural unit represented by Formula 6 below.

[화학식 5] [Formula 5]

Figure pat00016
Figure pat00016

[화학식 6][Formula 6]

Figure pat00017
Figure pat00017

상기 화학식 5 및 화학식 6에서, Ar1, Ar2, X1, X2, Y1, Y2, R1 내지 R8, n1, n2, m1 및 m2는 전술한 바와 같고, a 및 b는 몰비이다.In Formulas 5 and 6, Ar 1 , Ar 2 , X 1 , X 2 , Y 1 , Y 2 , R 1 to R 8 , n 1 , n 2 , m 1 and m 2 are the same as described above, and a And b is the molar ratio.

일 예로, Ar1 및 Ar2가 서로 같거나 다르고, X1 및 X2가 서로 같거나 다르고, Y1 및 Y2가 서로 같거나 다르고, R1 및 R5가 서로 같거나 다르고, R2 및 R6이 서로 같거나 다르고, R3 및 R7이 서로 같거나 다르고, R4 및 R8이 서로 같거나 다르고, n1 및 n2가 서로 같거나 다르고, m1 및 m2가 서로 같거나 다를 수 있다. For example, Ar 1 and Ar 2 are the same as or different from each other, X 1 and X 2 are the same or different from each other, Y 1 and Y 2 are the same or different from each other, R 1 and R 5 are the same or different from each other, R 2 and R 6 are the same or different, R 3 and R 7 are the same or different, R 4 and R 8 are the same or different, n 1 and n 2 are the same or different, and m 1 and m 2 are the same or can be different.

단, Ar1 및 Ar2가 서로 같고, X1 및 X2가 서로 같고, Y1 및 Y2가 서로 같고, R1 및 R5가 서로 같고, R2 및 R6이 서로 같고, R3 및 R7이 서로 같고, R4 및 R8이 서로 같고, n1 및 n2가 서로 같고, m1 및 m2가 서로 같은 중합체는 제외한다.However, Ar 1 and Ar 2 are the same, X 1 and X 2 are the same, Y 1 and Y 2 are the same, R 1 and R 5 are the same, R 2 and R 6 are the same, R 3 and Polymers in which R 7 are the same, R 4 and R 8 are the same, n 1 and n 2 are the same, and m 1 and m 2 are the same are excluded.

일 예로, Ar1 및 Ar2가 서로 다르고, X1 및 X2가 서로 같고, Y1 및 Y2가 서로 같고, R1 및 R5가 서로 같고, R2 및 R6이 서로 같고, R3 및 R7이 서로 같고, R4 및 R8이 서로 같고, n1 및 n2가 서로 같고, m1 및 m2가 서로 같을 수 있다.For example, Ar 1 and Ar 2 are different from each other, X 1 and X 2 are the same, Y 1 and Y 2 are the same, R 1 and R 5 are the same, R 2 and R 6 are the same, R 3 And R 7 may be the same, R 4 and R 8 may be the same, n 1 and n 2 may be the same, and m 1 and m 2 may be the same.

예를 들어, 상기 중합체는 하기 화학식 7로 표현될 수 있다.For example, the polymer may be represented by the following formula (7).

[화학식 7][Formula 7]

Figure pat00018
Figure pat00018

상기 화학식 7에서, Ar1, Ar2, X1, X2, Y1, Y2, R1 내지 R8, n1, n2, m1, m2, a 및 b는 전술한 바와 같다. In Formula 7, Ar 1 , Ar 2 , X 1 , X 2 , Y 1 , Y 2 , R 1 to R 8 , n 1 , n 2 , m 1 , m 2 , a and b are as described above.

상기 중합체는 전술한 화학식 1로 표현되나 상기 제1 구조단위와 다르고, 전술한 화학식 3으로 표현되나 상기 제2 구조단위와도 다른 1종 이상의 구조단위를 더 포함할 수 있다.The polymer may further include one or more structural units represented by Chemical Formula 1 but different from the first structural unit, and may further include one or more structural units that are represented by Chemical Formula 3 but different from the second structural unit.

상기 중합체는 제3 구조단위를 더 포함하고, 상기 제3 구조단위는 하기 화학식 8로 표현될 수 있다.The polymer further includes a third structural unit, and the third structural unit may be represented by Formula 8 below.

[화학식 8][Formula 8]

Figure pat00019
Figure pat00019

상기 화학식 8에서,In Chemical Formula 8,

Ar3은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족고리, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리 또는 이들의 조합이고,Ar 3 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocycle, or a combination thereof,

L3은 2가의 유기기이고,L 3 is a divalent organic group,

상기 Ar3은 상기 Ar1과 같거나 다르고,Ar 3 is the same as or different from Ar 1,

상기 L3은 상기 L1과 같거나 다르다.L 3 is the same as or different from L 1.

일 예로, Ar3은 상기 그룹 1에서 선택되는 치환 또는 비치환된 어느 하나일 수 있다.For example, Ar 3 may be any one of substituted or unsubstituted selected from Group 1.

일 예로, Ar3은 다환 방향족고리일 수 있고, 축합 방향족고리 및/또는 비축합 방향족고리일 수 있으나, 바람직하게는 축합 방향족고리일 수 있다For example, Ar 3 may be a polycyclic aromatic ring, may be a condensed aromatic ring and/or a non-condensed aromatic ring, but preferably may be a condensed aromatic ring.

상기 화학식 8에서, Ar3의 정의 중, '치환된'은 (화학식 8에 표시된) 히드록시기외의 다른 치환기로 더 치환된 것을 의미하고, '비치환된'은 (화학식 8에 표시된) 히드록시기외의 다른 치환기로 더 치환되지 않은 것을 의미한다. In Formula 8, in the definition of Ar 3 ,'substituted' means that it is further substituted with a substituent other than a hydroxy group (shown in Formula 8), and'unsubstituted' is a substituent other than a hydroxy group (shown in Formula 8). Means no further substitution.

예를 들어, Ar3은 (분지형알콕시카보닐)옥시기를 치환기로 가지지 않을 수 있다.For example, Ar 3 may not have a (branched alkoxycarbonyl) oxy group as a substituent.

일 예로, L3은 적어도 하나의 2차 탄소를 포함할 수 있고, 예를 들어 중합체의 주쇄에 2차 탄소를 포함할 수 있고, 예를 들어, L3에서, Ar3과 결합 지점이 2차 탄소일 수 있다. 여기에서, 2차 탄소란 중심탄소가 할 수 있는 4개의 결합 중 2개가 각각 서로 다른 탄소와 결합된 중심탄소인 것으로 정의한다.For example, L 3 may include at least one secondary carbon, for example, may include a secondary carbon in the main chain of the polymer, for example, in L 3 , the bonding point with Ar 3 is secondary It can be carbon. Here, the secondary carbon is defined as a central carbon in which two of the four bonds that the central carbon can make are each bonded to a different carbon.

예를 들어, L3은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C15 알킬렌기를 포함할 수 있고, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C7 알킬렌기, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬렌기, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬렌기를 포함할 수 있다.For example, L 3 may include a substituted or unsubstituted C1 to C15 alkylene group, for example, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group, for example, a substituted or unsubstituted C1 to C7 An alkylene group, for example, a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkylene group, for example, a substituted or unsubstituted C1 to C4 alkylene group may be included.

일 예로, L3은 치환 또는 비치환된 메틸렌기, 치환 또는 비치환된 에틸렌기, 치환 또는 비치환된 프로필렌기, 치환 또는 비치환된 부틸렌기 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.For example, L 3 may include a substituted or unsubstituted methylene group, a substituted or unsubstituted ethylene group, a substituted or unsubstituted propylene group, a substituted or unsubstituted butylene group, or a combination thereof.

일 예로, L3은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기를 더 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 그룹 2에서 선택되는 치환 또는 비치환된 아릴렌기를 더 포함할 수 있다.For example, L 3 may further include a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, and for example, may further include a substituted or unsubstituted arylene group selected from Group 2.

일 예로, L3은 상기 화학식 2로 표현될 수 있고, 예를 들어, 상기 L3은 상기 그룹 3에서 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.For example, L 3 may be represented by Formula 2, for example, L 3 may be any one selected from Group 3, but is not limited thereto.

상기 중합체는 전술한 제3 구조단위를 1개 또는 복수 개 포함할 수 있고, 상기 중합체 내에 포함된 전술한 제3 구조단위의 개수 및 배열은 한정되지 않는다.The polymer may include one or a plurality of the above-described third structural units, and the number and arrangement of the above-described third structural units included in the polymer are not limited.

일 예로, 상기 중합체는 상기 화학식 3으로 표현되고 상기 제3 구조단위와 다른 제4 구조단위를 더 포함할 수 있다.For example, the polymer is represented by Chemical Formula 3 and may further include a fourth structural unit different from the third structural unit.

예를 들어, 상기 중합체는 상기 화학식 3으로 표현되나, 상기 제3 구조단위 및 제4 구조단위와 다른 1종 이상의 구조단위를 더 포함할 수 있다.For example, the polymer is represented by Formula 3, but may further include at least one structural unit different from the third structural unit and the fourth structural unit.

예컨대, 제3 구조단위끼리 연속되어 연결되어 있을 수 있고, 제4 구조단위끼리 연속되어 연결되어 있을 수 있고, 제3 구조단위와 제4 구조단위가 번갈아 연결되어 있을 수 있고, 제3 구조단위와 제4 구조단위가 무작위적으로 연결되어 있을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the third structural units may be connected in series, the fourth structural units may be connected in succession, the third structural unit and the fourth structural unit may be alternately connected, and the third structural unit may be connected to each other. The fourth structural unit may be connected at random, but is not limited thereto.

전술한 제1 구조단위를 포함하는 중합체는 전술한 제3 구조단위를 포함하는 중합체와 분지형 알킬 카보네이트를 반응물로 하여 축합반응을 통해 합성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. (상기 제3 구조단위를 포함하는 중합체와 상기 분지형 알킬 카보네이트를 반응물로 하여 합성된) 상기 제1 구조단위를 포함하는 중합체는 상기 제3 구조단위를 더 이상 포함하지 않을 수 있고, 상기 제3 구조단위를 일부 포함할 수 있다. The polymer including the above-described first structural unit may be synthesized through a condensation reaction using the polymer including the above-described third structural unit and a branched alkyl carbonate as a reactant, but is not limited thereto. The polymer containing the first structural unit (synthesized by using the polymer containing the third structural unit and the branched alkyl carbonate as a reactant) may no longer contain the third structural unit, and the third It may contain some structural units.

전술한 제1 구조단위 및 전술한 제2 구조단위를 포함하는 중합체는 전술한 제3 구조단위 및 전술한 제4 구조단위를 포함하는 중합체와 분지형 알킬 카보네이트를 반응물로 하여 축합반응을 통해 합성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. (상기 제3 구조단위 및 제4 구조단위 포함하는 중합체와 상기 분지형 알킬 카보네이트를 반응물로 하여 합성된) 상기 제1 구조단위 및 제2 구조단위를 포함하는 중합체는 상기 제3 구조단위 및/또는 상기 제4 구조단위를 더 이상 포함하지 않을 수 있고, 상기 제3 구조단위 및/또는 상기 제4 구조단위를 일부 포함할 수 있다. The polymer containing the above-described first structural unit and the above-described second structural unit can be synthesized through a condensation reaction using a polymer containing the above-described third structural unit and the above-described fourth structural unit and a branched alkyl carbonate as a reactant. However, it is not limited thereto. The polymer containing the first structural unit and the second structural unit (synthesized using the polymer containing the third structural unit and the fourth structural unit and the branched alkyl carbonate as a reactant) is the third structural unit and/or The fourth structural unit may no longer be included, and the third structural unit and/or the fourth structural unit may be partially included.

상기 중합체는 상기 화학식 1, 화학식 3 및/또는 상기 화학식 8로 표현되지 않는 하나 또는 둘 이상의 구조단위를 더 포함할 수 있다. The polymer may further include one or more structural units not represented by Chemical Formula 1, Chemical Formula 3, and/or Chemical Formula 8.

상기 중합체는 약 500 내지 200,000의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 보다 구체적으로 상기 중합체는 약 700 내지 100,000, 약 1,000 내지 50,000, 또는 약 1,200 내지 10,000의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 상기 범위의 중량평균분자량을 가짐으로써 상기 중합체의 탄소 함량 및 용매에 대한 용해도를 조절하여 최적화할 수 있다.The polymer may have a weight average molecular weight of about 500 to 200,000. More specifically, the polymer may have a weight average molecular weight of about 700 to 100,000, about 1,000 to 50,000, or about 1,200 to 10,000. By having a weight average molecular weight in the above range, it can be optimized by adjusting the carbon content of the polymer and the solubility in a solvent.

한편, 상기 하드마스크 조성물에 포함되는 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, 아세틸아세톤 및 에틸 3-에톡시프로피오네이트에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the solvent contained in the hardmask composition 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- It may include at least one selected from dimethylacetamide, methylpyrrolidone, methylpyrrolidinone, acetylacetone, and ethyl 3-ethoxypropionate, but is not limited thereto.

상기 중합체는 상기 하드마스크 조성물의 총 함량에 대하여 예컨대 약 0.1 내지 60 중량%, 예컨대 약 0.5 내지 50 중량%, 약 1 내지 35 중량%, 또는 약 3 내지 30 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위로 중합체가 포함됨으로써 하드마스크의 두께, 표면 거칠기 및 평탄화 정도를 조절할 수 있다.The polymer may be included in, for example, about 0.1 to 60% by weight, such as about 0.5 to 50% by weight, about 1 to 35% by weight, or about 3 to 30% by weight, based on the total content of the hardmask composition. When the polymer is included in the above range, the thickness, surface roughness, and leveling degree of the hard mask can be adjusted.

상기 하드마스크 조성물은 추가적으로 계면활성제, 가교제, 열산발생제, 가소제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.The hard mask composition may further include additives such as a surfactant, a crosslinking agent, a thermal acid generator, and a plasticizer.

상기 계면활성제는 예컨대 플루오로알킬계 화합물, 알킬벤젠설폰산염, 알킬피리디늄염, 폴리에틸렌글리콜, 제4암모늄염 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The surfactant may be, for example, a fluoroalkyl-based compound, an alkylbenzene sulfonate, an alkylpyridinium salt, a polyethylene glycol, or a quaternary ammonium salt, but is not limited thereto.

상기 가교제는 예컨대 멜라민계, 치환요소계, 또는 이들 폴리머계 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 적어도 2개의 가교 형성 치환기를 갖는 가교제로, 예를 들면, 메톡시메틸화 글리코루릴, 부톡시메틸화 글리코루릴, 메톡시메틸화 멜라민, 부톡시메틸화 멜라민, 메톡시메틸화 벤조구아나민, 부톡시메틸화 벤조구아나민, 메톡시메틸화요소, 부톡시메틸화요소, 메톡시메틸화 티오요소, 또는 부톡시메틸화 티오요소 등의 화합물을 사용할 수 있다.Examples of the crosslinking agent include melamine-based, substituted urea-based, or these polymers. Preferably, a crosslinking agent having at least two crosslinking substituents, for example, methoxymethylated glycoruryl, butoxymethylated glycoruryl, methoxymethylated melamine, butoxymethylated melamine, methoxymethylated benzoguanamine, butoxy Compounds such as methylated benzoguanamine, methoxymethylated urea, butoxymethylated urea, methoxymethylated thiourea, or butoxymethylated thiourea may be used.

또한, 상기 가교제로는 내열성이 높은 가교제를 사용할 수 있다. 내열성이 높은 가교제로는 분자 내에 방향족 고리(예를 들면 벤젠 고리, 나프탈렌 고리)를 가지는 가교 형성 치환기를 함유하는 화합물을 사용할 수 있다.In addition, as the crosslinking agent, a crosslinking agent having high heat resistance may be used. As a crosslinking agent having high heat resistance, a compound containing a crosslinking substituent having an aromatic ring (for example, a benzene ring or a naphthalene ring) in the molecule can be used.

상기 열산발생제는 예컨대 p-톨루엔술폰산, 트리플루오로메탄술폰산, 피리디늄p-톨루엔술폰산, 살리실산, 술포살리실산, 구연산, 안식향산, 하이드록시안식향산, 나프탈렌카르본산 등의 산성 화합물 또는/및 2,4,4,6-테트라브로모시클로헥사다이엔온, 벤조인토실레이트, 2-니트로벤질토실레이트, 그 밖에 유기술폰산알킬에스테르 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The thermal acid generator is an acidic compound such as p-toluenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, pyridinium p-toluenesulfonic acid, salicylic acid, sulfosalicylic acid, citric acid, benzoic acid, hydroxybenzoic acid, naphthalenecarboxylic acid, or/and 2,4 ,4,6-tetrabromocyclohexadienone, benzointosylate, 2-nitrobenzyltosylate, and other organic fonate alkyl esters may be used, but are not limited thereto.

상기 첨가제는 상기 하드마스크 조성물 100 중량부에 대하여 약 0.001 내지 40 중량부, 약 0.01 내지 30 중량부, 또는 약 0.1 내지 20 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함함으로써 하드마스크 조성물의 광학적 특성을 변경시키지 않으면서 용해도를 향상시킬 수 있다.The additive may be included in an amount of about 0.001 to 40 parts by weight, about 0.01 to 30 parts by weight, or about 0.1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the hardmask composition. By including it in the above range, the solubility can be improved without changing the optical properties of the hardmask composition.

다른 구현예에 따르면, 상술한 하드마스크 조성물을 사용하여 제조된 유기막을 제공한다. 상기 유기막은 상술한 하드마스크 조성물을 예컨대 기판 위에 코팅한 후 열처리 과정을 통해 경화된 형태일 수 있으며, 예컨대 하드마스크 층, 평탄화막, 희생막, 충진제 등 전자 디바이스에 사용되는 유기 박막을 포함할 수 있다. According to another embodiment, an organic film prepared by using the above-described hardmask composition is provided. The organic film may be in a form cured through a heat treatment process after coating the above-described hardmask composition on a substrate, for example, and may include an organic thin film used in electronic devices such as a hardmask layer, a planarization film, a sacrificial film, and a filler. have.

또 다른 구현예에 따르면, 상술한 하드마스크 조성물의 경화물을 포함하는 하드마스크 층을 제공한다.According to another embodiment, a hard mask layer including a cured product of the above-described hard mask composition is provided.

일 예로, 상기 경화물은 축합 다환방향족탄화수소를 포함한다.For example, the cured product includes a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon.

예를 들어, 상기 축합 다환방향족탄화수소는 치환 또는 비치환된 나프탈렌, 치환 또는 비치환된 안트라센, 치환 또는 비치환된 페난트렌, 치환 또는 비치환된 나프타센, 치환 또는 비치환된 파이렌, 치환 또는 비치환된 벤조파이렌, 치환 또는 비치환된 크리센, 치환 또는 비치환된 트리페닐렌, 치환 또는 비치환된 퍼릴렌, 치환 또는 비치환된 벤조플루오란텐, 치환 또는 비치환된 벤조퍼릴렌, 치환 또는 비치환된 코로넨, 이들의 조합 또는 이들의 조합이 융합된 형태일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. For example, the condensed polycyclic aromatic hydrocarbon is substituted or unsubstituted naphthalene, substituted or unsubstituted anthracene, substituted or unsubstituted phenanthrene, substituted or unsubstituted naphthacene, substituted or unsubstituted pyrene, substituted or Unsubstituted benzopyrene, substituted or unsubstituted chrysene, substituted or unsubstituted triphenylene, substituted or unsubstituted perylene, substituted or unsubstituted benzofluoranthene, substituted or unsubstituted benzoperylene , Substituted or unsubstituted coronene, a combination thereof, or a combination thereof may be a fused form, but is not limited thereto.

상기 경화물은 축합 다환방향족탄화수소를 포함함으로써, 식각 공정을 포함한 후속 공정에서 노출되는 식각 가스 및 화학액에 견딜 수 있는 높은 내식각성 및 내화학성을 나타낼 수 있다Since the cured product contains condensed polycyclic aromatic hydrocarbons, it may exhibit high etch resistance and chemical resistance capable of withstanding etching gases and chemical liquids exposed in subsequent processes including the etching process.

이하 상술한 하드마스크 조성물을 사용하여 패턴을 형성하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of forming a pattern using the above-described hardmask composition will be described.

일 구현예에 따른 패턴 형성 방법은 기판 위에 재료 층을 형성하는 단계, 상기 재료 층 위에 상술한 중합체 및 용매를 포함하는 하드마스크 조성물을 적용하는 단계, 상기 하드마스크 조성물을 열처리하여 하드마스크 층을 형성하는 단계, 상기 하드마스크 층 위에 포토레지스트 층을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 층을 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 하드마스크 층을 선택적으로 제거하고 상기 재료 층의 일부를 노출하는 단계, 그리고 상기 재료 층의 노출된 부분을 식각하는 단계를 포함한다.A pattern formation method according to an embodiment includes forming a material layer on a substrate, applying a hardmask composition including the above-described polymer and solvent on the material layer, and forming a hardmask layer by heat treatment of the hardmask composition. Forming a photoresist layer on the hardmask layer, exposing and developing the photoresist layer to form a photoresist pattern, selectively removing the hardmask layer using the photoresist pattern, and Exposing a portion of the material layer, and etching the exposed portion of the material layer.

상기 기판은 예컨대 실리콘 웨이퍼, 유리 기판 또는 고분자 기판일 수 있다.The substrate may be, for example, a silicon wafer, a glass substrate, or a polymer substrate.

상기 재료 층은 최종적으로 패턴하고자 하는 재료이며, 예컨대 알루미늄, 구리 등과 같은 금속층, 실리콘과 같은 반도체 층 또는 산화규소, 질화규소 등과 같은 절연층일 수 있다. 상기 재료 층은 예컨대 화학기상증착 방법으로 형성될 수 있다.The material layer is a material to be finally patterned, and may be, for example, a metal layer such as aluminum or copper, a semiconductor layer such as silicon, or an insulating layer such as silicon oxide or silicon nitride. The material layer can be formed, for example, by a chemical vapor deposition method.

상기 하드마스크 조성물은 전술한 바와 같으며, 용액 형태로 제조되어 스핀-온 코팅 방법으로 도포될 수 있다. 이 때 상기 하드마스크 조성물의 도포 두께는 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 약 50Å 내지 200,000Å 두께로 도포될 수 있다.The hardmask composition is as described above, and may be prepared in a solution form and applied by a spin-on coating method. In this case, the coating thickness of the hardmask composition is not particularly limited, but may be applied to a thickness of, for example, about 50 Å to 200,000 Å.

상기 하드마스크 조성물을 열처리하는 단계는 예컨대 약 100 내지 700℃에서 약 10초 내지 1시간 동안 수행할 수 있다.The step of heat-treating the hardmask composition may be performed at, for example, about 100 to 700° C. for about 10 seconds to 1 hour.

일 예로, 상기 하드마스크 층 위에 실리콘 함유 박막층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 실리콘 함유 박막층은 예컨대 SiCN, SiOC, SiON, SiOCN, SiC, SiO 및/또는 SiN 등의 물질로 형성할 수 있다.For example, it may further include forming a silicon-containing thin film layer on the hard mask layer. The silicon-containing thin film layer may be formed of, for example, a material such as SiCN, SiOC, SiON, SiOCN, SiC, SiO and/or SiN.

일 예로, 상기 포토레지스트 층을 형성하는 단계 전에 상기 실리콘 함유 박막층 상부 또는 하드마스크 층 상부에 바닥 반사방지 층(bottom anti-reflective coating, BARC)을 더 형성할 수도 있다.For example, before forming the photoresist layer, a bottom anti-reflective coating (BARC) may be further formed on the silicon-containing thin film layer or on the hard mask layer.

상기 포토레지스트 층을 노광하는 단계는 예컨대 ArF, KrF 또는 EUV 등을 사용하여 수행할 수 있다. 또한 노광 후 약 100 내지 700℃에서 열처리 공정을 수행할 수 있다.The step of exposing the photoresist layer may be performed using, for example, ArF, KrF, or EUV. In addition, after exposure, a heat treatment process may be performed at about 100 to 700°C.

상기 재료 층의 노출된 부분을 식각하는 단계는 식각 가스를 사용하여 건식 식각으로 수행할 수 있으며, 식각 가스는 예컨대 N2/O2, CHF3, CF4, Cl2, BCl3 및 이들의 혼합 가스를 사용할 수 있다.The step of etching the exposed portion of the material layer may be performed by dry etching using an etching gas, and the etching gas may be, for example, N 2 /O 2 , CHF 3 , CF 4 , Cl 2 , BCl 3 and mixed gases thereof may be used.

상기 식각된 재료 층은 복수의 패턴으로 형성될 수 있고, 상기 복수의 패턴은 금속 패턴, 반도체 패턴, 절연 패턴 등 다양할 수 있으며, 예컨대 반도체 집적 회로 디바이스 내의 다양한 패턴으로 적용될 수 있다.The etched material layer may be formed in a plurality of patterns, and the plurality of patterns may be various, such as a metal pattern, a semiconductor pattern, and an insulating pattern, and may be applied as various patterns in, for example, a semiconductor integrated circuit device.

이하 실시예를 통하여 상술한 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 권리범위를 제한하는 것은 아니다.The above-described implementation examples will be described in more detail through the following examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and do not limit the scope of the rights.

중합체의 합성Polymer synthesis

합성예 1: 비교 중합체 1의 합성Synthesis Example 1: Synthesis of Comparative Polymer 1

100ml 플라스크에 히드록시파이렌(hydroxypyrene, 12.5g, 0.057mol) 1,4-비스(메톡시메틸)벤젠(9.6g, 0.057mol)을 순차적으로 넣고, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA, 51g)를 넣어 녹였다. p-톨루엔술폰산 모노하이드레이트(0.001mol)를 넣고, 100℃에서 15시간 동안 교반하여 중합 반응을 수행하고, 중량평균 분자량이 3,500 내지 4,000일 때 반응을 완료하였다. 중합 반응 완료 후, PGMEA 와 탈이온수(deionized water, DIW)를 이용하여 잔류하는 산을 제거하고, 사이클로헥산온(cyclohexanone)과 n-헥산(n-hexane)을 이용하여 잔류 모노머 및 올리고머를 제거하여 정제한다. 정제 후, 하기 화학식 1a로 표현되는 구조단위를 포함하는 비교 중합체 1을 얻었다. (MW: 4,500)In a 100 ml flask, hydroxypyrene (12.5 g, 0.057 mol) 1,4-bis (methoxymethyl) benzene (9.6 g, 0.057 mol) was sequentially added, and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA, 51 g) I put it and melted it. P-toluenesulfonic acid monohydrate (0.001 mol) was added and stirred at 100° C. for 15 hours to perform a polymerization reaction, and the reaction was completed when the weight average molecular weight was 3,500 to 4,000. After the polymerization reaction is completed, residual acid is removed using PGMEA and deionized water (DIW), and residual monomers and oligomers are removed using cyclohexanone and n-hexane. Refine. After purification, a comparative polymer 1 including a structural unit represented by the following formula 1a was obtained. (MW: 4,500)

[화학식 1a][Formula 1a]

Figure pat00020
Figure pat00020

합성예 2: 비교 중합체 2의 합성Synthesis Example 2: Synthesis of Comparative Polymer 2

100ml 플라스크에 히드록시파이렌(hydroxypyrene, 6.5g, 0.03mol), 히드록시아세나프틸렌(hydroxyacenaphthylene, 4.5g, 0.027mol) 및 1,4-비스(메톡시메틸)벤젠 (9.6g, 0.057mol)을 순차적으로 넣고, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA, 60g)를 넣어 녹였다. p-톨루엔술폰산 모노하이드레이트(0.001mol)을 넣고, 100℃에서 20시간 동안 교반하여 합성을 진행하였다. 반응 후, 합성예 1과 같은 방법으로 정제하여, 하기 화학식 1a로 표현되는 구조단위와 하기 화학식 1b로 표현되는 구조단위를 포함하는 비교 중합체 2를 얻었다. (MW: 4,600)In a 100 ml flask, hydroxypyrene (6.5 g, 0.03 mol), hydroxyacenaphthylene (4.5 g, 0.027 mol) and 1,4-bis(methoxymethyl)benzene (9.6 g, 0.057 mol) Was sequentially added, and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA, 60 g) was added to dissolve. P-toluenesulfonic acid monohydrate (0.001 mol) was added, and the mixture was stirred at 100° C. for 20 hours to proceed with the synthesis. After the reaction, purification was performed in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain a comparative polymer 2 including a structural unit represented by the following formula (1a) and a structural unit represented by the following formula (1b). (MW: 4,600)

[화학식 1a] [화학식 1b][Formula 1a] [Formula 1b]

Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00021
Figure pat00022

합성예 3: 비교 중합체 3의 합성Synthesis Example 3: Synthesis of Comparative Polymer 3

100ml 플라스크에 히드록시파이렌(hydroxypyrene, 21.8g, 0.1mol) 및 p-포름알데히드(p-formaldehyde, 3.5g, 0.1mol)를 순차적으로 넣고, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA, 60g)를 넣어 녹였다. p-톨루엔술폰산 모노하이드레이트(0.001mol)을 넣고, 70℃에서 24시간 동안 교반하여 합성을 진행하였다. 반응 후, 합성예 1과 같은 방법으로 정제하여, 하기 화학식 1c로 표현되는 구조단위를 포함하는 비교 중합체 3을 얻었다. (MW: 4,200)In a 100 ml flask, hydroxypyrene (21.8 g, 0.1 mol) and p-formaldehyde (p-formaldehyde, 3.5 g, 0.1 mol) were sequentially added, and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA, 60 g) was added. Melted. P-toluenesulfonic acid monohydrate (0.001 mol) was added, and the mixture was stirred at 70° C. for 24 hours to proceed with the synthesis. After the reaction, it was purified in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain a comparative polymer 3 including a structural unit represented by the following formula (1c). (MW: 4,200)

[화학식 1c] [Formula 1c]

Figure pat00023
Figure pat00023

합성예 4: 비교 중합체 4의 합성Synthesis Example 4: Synthesis of Comparative Polymer 4

100ml 플라스크에 히드록시파이렌(hydroxypyrene, 11g, 0.05mol), 1-나프톨(1-naphthol, 7.2g, 0.05mol) 및 p-포름알데히드(p-formaldehyde, 3.5g, 0.1mol)을 순차적으로 넣고, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA, 100g)를 넣어 녹였다. p-톨루엔술폰산 모노하이드레이트(0.001mol)을 넣고, 70℃에서 24시간 동안 교반하여 합성을 진행하였다. 반응 후, 합성예 1과 같은 방법으로 정제하여, 하기 화학식 1c로 표현되는 구조단위와 하기 화학식 1d로 표현되는 구조단위를 포함하는 비교 중합체 4를 얻었다. (MW: 4,350)In a 100ml flask, hydroxypyrene (11g, 0.05mol), 1-naphthol (7.2g, 0.05mol) and p-formaldehyde (p-formaldehyde, 3.5g, 0.1mol) were sequentially added. , Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA, 100 g) was added and dissolved. P-toluenesulfonic acid monohydrate (0.001 mol) was added, and the mixture was stirred at 70° C. for 24 hours to proceed with the synthesis. After the reaction, purification was performed in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain a comparative polymer 4 including a structural unit represented by the following formula (1c) and a structural unit represented by the following formula (1d). (MW: 4,350)

[화학식 1c] [화학식 1d][Formula 1c] [Formula 1d]

Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00024
Figure pat00025

합성예 5: 비교 중합체 5의 합성Synthesis Example 5: Synthesis of Comparative Polymer 5

100ml 플라스크에 9-페난트롤(9-phenanthrol, 19.4g, 0.1mol) 및 p-포름알데히드(p-formaldehyde, 3.5g, 0.1mol)을 순차적으로 넣고, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA, 100g)를 넣어 녹였다. p-톨루엔술폰산 모노하이드레이트(0.001mol)을 넣고, 70℃에서 24시간 동안 교반하여 합성을 진행하였다. 반응 후, 합성예 1과 같은 방법으로 정제하여, 하기 화학식 1e로 표현되는 구조단위를 포함하는 비교 중합체 5를 얻었다. (MW: 4,200)9-phenanthrol (9-phenanthrol, 19.4 g, 0.1 mol) and p-formaldehyde (p-formaldehyde, 3.5 g, 0.1 mol) were sequentially added to a 100 ml flask, and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA, 100 g) I put it and melted it. P-toluenesulfonic acid monohydrate (0.001 mol) was added, and the mixture was stirred at 70° C. for 24 hours to proceed with the synthesis. After the reaction, it was purified in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain a comparative polymer 5 including a structural unit represented by the following formula (1e). (MW: 4,200)

[화학식 1e][Formula 1e]

Figure pat00026
Figure pat00026

합성예 6: 중합체 1의 합성Synthesis Example 6: Synthesis of Polymer 1

100ml 플라스크에 합성예 1에서 얻은 비교 중합체 1(10g) 및 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, 80g)을 넣어 녹인 후, 다이-터셔리부틸 다이카보네이트(di-tert-butyl dicarbonate, 7.5g), 트라이에틸아민(triethylamine, 3.44g) 및 4-다이메틸아미노피리딘(DMAP, 0.26g)을 넣고 12시간 동안 교반하여 합성을 진행하였다. 반응 후, 혼합용액을 n-헥산 300g에 적하하여 침전물을 얻었다. 침전물을 여과하고 n-헥산으로 여러 번 세척한 후, 하루 동안 오븐에서 건조하여 하기 화학식 1f로 표현되는 구조단위를 포함하는 중합체 1을 얻었다. (Mw: 6,700)After dissolving the comparative polymer 1 (10 g) and tetrahydrofuran (80 g) obtained in Synthesis Example 1 in a 100 ml flask, di-tert-butyl dicarbonate (7.5 g), triethylamine (triethylamine, 3.44g) and 4-dimethylaminopyridine (DMAP, 0.26g) were added and stirred for 12 hours to proceed with synthesis. After the reaction, the mixed solution was added dropwise to 300 g of n-hexane to obtain a precipitate. The precipitate was filtered, washed several times with n-hexane, and then dried in an oven for one day to obtain Polymer 1 containing a structural unit represented by the following formula (1f). (Mw: 6,700)

[화학식 1f][Formula 1f]

Figure pat00027
Figure pat00027

합성예 7: 중합체 2의 합성Synthesis Example 7: Synthesis of Polymer 2

합성예 1에서 얻은 비교 중합체 1(10g) 대신 합성예 2에서 얻은 비교 중합체 2(10g)를 사용한 것을 제외하고는 합성예 6과 동일한 방법으로, 하기 화학식 1f로 표현되는 구조단위와 하기 화학식 1g로 표현되는 구조단위를 포함하는 중합체 2를 얻었다. (Mw: 7,000)In the same manner as in Synthesis Example 6, except that Comparative Polymer 2 (10g) obtained in Synthesis Example 2 was used instead of Comparative Polymer 1 (10g) obtained in Synthesis Example 1, the structural unit represented by the following Formula 1f and the following Formula 1g were used. Polymer 2 containing the structural unit represented was obtained. (Mw: 7,000)

[화학식 1f] [화학식 1g][Formula 1f] [Formula 1g]

Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00028
Figure pat00029

합성예 8: 중합체 3의 합성Synthesis Example 8: Synthesis of Polymer 3

합성예 1에서 얻은 비교 중합체 1(10g) 대신 합성예 3에서 얻은 비교 중합체 3(10g)을 사용한 것을 제외하고는 합성예 6과 동일한 방법으로, 하기 화학식 1h로 표현되는 구조단위를 포함하는 중합체 3을 얻었다. (Mw: 5,100)In the same manner as in Synthesis Example 6, except that Comparative Polymer 3 (10g) obtained in Synthesis Example 3 was used instead of Comparative Polymer 1 (10g) obtained in Synthesis Example 1, Polymer 3 containing a structural unit represented by the following Formula 1h Got it. (Mw: 5,100)

[화학식 1h][Formula 1h]

Figure pat00030
Figure pat00030

합성예 9: 중합체 4의 합성Synthesis Example 9: Synthesis of Polymer 4

합성예 1에서 얻은 비교 중합체 1(10g) 대신 합성예 4에서 얻은 비교 중합체 4(10g)를 사용한 것을 제외하고는 합성예 6과 동일한 방법으로, 하기 화학식 1h로 표현되는 구조단위와 하기 화학식 1i로 표현되는 구조단위를 포함하는 중합체 4를 얻었다. (Mw: 6,750)In the same manner as in Synthesis Example 6, except that Comparative Polymer 4 (10g) obtained in Synthesis Example 4 was used instead of Comparative Polymer 1 (10g) obtained in Synthesis Example 1, the structural unit represented by the following Formula 1h and the following Formula 1i were used. Polymer 4 containing the structural unit represented was obtained. (Mw: 6,750)

[화학식 1h] [화학식 1i][Formula 1h] [Formula 1i]

Figure pat00031
Figure pat00032
Figure pat00031
Figure pat00032

합성예 10: 중합체 5의 합성Synthesis Example 10: Synthesis of Polymer 5

합성예 1에서 얻은 비교 중합체 1(10g) 대신 합성예 5에서 얻은 비교 중합체 5(10g)을 사용한 것을 제외하고는 합성예 6과 동일한 방법으로, 하기 화학식 1j로 표현되는 구조단위를 포함하는 중합체 5를 얻었다. (Mw: 6,900)In the same manner as in Synthesis Example 6, except that Comparative Polymer 5 (10g) obtained in Synthesis Example 5 was used instead of Comparative Polymer 1 (10g) obtained in Synthesis Example 1, Polymer 5 containing a structural unit represented by Formula 1j Got it. (Mw: 6,900)

[화학식 1j][Formula 1j]

Figure pat00033
Figure pat00033

평가 1. 용해도 평가 Evaluation 1. Solubility evaluation

PGMEA 100g에 상기 합성예 1 내지 10에서 얻어진 비교 중합체 1 내지 5 및 중합체 1 내지 5를 각각 0.5g씩 넣어가면서 교반기를 이용하여 용해시킨다. 중합체를 넣었을 때, 더 이상 녹지 않는 중합체가 존재하는 시점까지 넣은 중합체의 양을 PGMEA 100g에 최대로 용해된 중합체의 양으로 한다.Each 0.5 g of Comparative Polymers 1 to 5 and Polymers 1 to 5 obtained in Synthesis Examples 1 to 10 were added to 100 g of PGMEA and dissolved using a stirrer. When the polymer is added, the amount of the polymer added to the point where the polymer that is no longer soluble is present is the maximum amount of the polymer dissolved in 100 g of PGMEA.

또한, 1.0μm 실린지 필터로 PGMEA 100g에 비교 중합체 1 내지 5 및 중합체 1 내지 5를 각각 최대로 녹인 용액 10ml를 각각 여과하여, 상기 용액의 여과 가부를 확인하였다.In addition, 10 ml of solutions obtained by dissolving each of the comparative polymers 1 to 5 and polymers 1 to 5 at the maximum in 100 g of PGMEA with a 1.0 μm syringe filter were respectively filtered to confirm whether or not the solution was filtered.

그 결과는 표 1과 같다.The results are shown in Table 1.

  PGMEA 100g에 최대로 용해된
중합체의 양(g)
Dissolved in 100 g of PGMEA
Amount of polymer (g)
1.0μm 실린지 필터로
용액 여과 가부
1.0μm syringe filter
Whether or not to filter the solution
비교 중합체 1Comparative Polymer 1 21g21g X X 중합체 1Polymer 1 32g32g OO 비교 중합체 2Comparative Polymer 2 25g25g ΔΔ 중합체 2Polymer 2 42g42g OO 비교 중합체 3Comparative Polymer 3 12g12g XX 중합체 3Polymer 3 22g22g OO 비교 중합체 4Comparative Polymer 4 22g22g ΔΔ 중합체 4Polymer 4 45g45g OO 비교 중합체 5Comparative Polymer 5 15g15g XX 중합체 5Polymer 5 28g28g OO

O: 용액 10ml 모두 여과 가능O: All 10 ml of solution can be filtered

Δ: 용액 여과 중 필터 막힘.Δ: Filter clogging during solution filtration.

X: 용액 여과 불가X: solution filtration not possible

표 1을 참고하면, 중합체 1 내지 5는 비교 중합체 1 내지 5와 비교하여 용해도가 향상됨을 확인할 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that polymers 1 to 5 have improved solubility compared to comparative polymers 1 to 5.

하드마스크 조성물의 형성 Formation of hardmask composition

상기 합성예 1 내지 10에서 얻어진 비교 중합체 1 내지 5 및 중합체 1 내지 5를 각각 8g씩 PGMEA 100g 에 균일하게 녹이고, 0.1μm 테플론 필터로 여과하여, 각각 비교예 1 내지 5 및 실시예 1 내지 5의 하드마스크 조성물을 제조하였다.Comparative polymers 1 to 5 and polymers 1 to 5 obtained in Synthesis Examples 1 to 10 were uniformly dissolved in 100 g of PGMEA by 8 g each, and filtered through a 0.1 μm Teflon filter, respectively, of Comparative Examples 1 to 5 and Examples 1 to 5, respectively. A hardmask composition was prepared.

평가 2. 막 밀도Evaluation 2. Membrane density

비교예 1 내지 5 및 실시예 1 내지 5에 따른 하드마스크 조성물을 각각 실리콘 웨이퍼 위에 스핀-코팅한 후, 가열판(hot plate) 위에서 약 400℃에서 약 2분 간 열처리하여 약 1,000Å 두께의 유기막을 형성하였다. After spin-coating each of the hardmask compositions according to Comparative Examples 1 to 5 and Examples 1 to 5 on a silicon wafer, heat treatment was performed on a hot plate at about 400° C. for about 2 minutes to form an organic film having a thickness of about 1,000 Å. Formed.

형성된 유기막의 막밀도를 X선 반사계(X-ray reflectometer)로 측정하였다.The film density of the formed organic film was measured with an X-ray reflectometer.

그 결과는 표 2와 같다.The results are shown in Table 2.

  막밀도 (g/cm3)Membrane density (g/cm 3 ) 비교예 1 (비교 중합체 1)Comparative Example 1 (Comparative Polymer 1) 1.331.33 실시예 1 (중합체 1)Example 1 (polymer 1) 1.331.33 비교예 2 (비교 중합체 2)Comparative Example 2 (Comparative Polymer 2) 1.351.35 실시예 2 (중합체 2)Example 2 (polymer 2) 1.351.35 비교예 3 (비교 중합체 3)Comparative Example 3 (Comparative Polymer 3) 1.401.40 실시예 3 (중합체 3)Example 3 (polymer 3) 1.401.40 비교예 4 (비교 중합체 4)Comparative Example 4 (Comparative Polymer 4) 1.341.34 실시예 4 (중합체 4)Example 4 (polymer 4) 1.341.34 비교예 5 (비교 중합체 5)Comparative Example 5 (Comparative Polymer 5) 1.371.37 실시예 5 (중합체 5)Example 5 (polymer 5) 1.371.37

표 2를 참고하면, 실시예 1 내지 5에 따른 하드마스크 조성물로부터 형성된 유기막은 비교예 1 내지 5에 따른 하드마스크 조성물로부터 형성된 유기막과 동등한 수준의 막밀도를 나타냄을 확인할 수 있다.Referring to Table 2, it can be seen that the organic film formed from the hardmask composition according to Examples 1 to 5 exhibited a film density equivalent to that of the organic film formed from the hardmask composition according to Comparative Examples 1 to 5.

평가 3. 내식각성 평가 Evaluation 3. Erosion resistance evaluation

상기 비교예 1 내지 5 및 실시예 1 내지 5에 따른 하드마스크 조성물을 각각 실리콘 웨이퍼에 스핀-코팅한 후, 가열판(hot plate) 위에서 약 400℃에서 2분간 열처리하여 약 4,000Å 두께의 유기막을 형성하였다. 이어서 상기 유기막에 CFx 가스 및 N2/O2 가스를 사용하여 각각 100초 및 60초 동안 건식 식각한 후 유기막의 두께를 다시 측정하였다. After spin-coating each of the hardmask compositions according to Comparative Examples 1 to 5 and Examples 1 to 5 on a silicon wafer, heat treatment at about 400°C for 2 minutes on a hot plate to form an organic film having a thickness of about 4,000 I did. Subsequently, the organic layer was dry-etched for 100 seconds and 60 seconds using CFx gas and N 2 /O 2 gas, respectively, and the thickness of the organic layer was measured again.

건식 식각 전후의 유기막의 두께 차이와 식각 시간으로부터 하기 계산식 1에 의해 식각율(bulk etch rate, BER)을 계산하였다.From the difference in thickness of the organic layer before and after dry etching and the etching time, the bulk etch rate (BER) was calculated according to the following equation (1).

[계산식 1][Calculation 1]

식각율(Å/s)=(초기 유기막 두께 - 식각 후 유기막 두께)/식각 시간Etching rate (Å/s) = (initial organic layer thickness-organic layer thickness after etching)/etching time

그 결과는 표 3과 같다.The results are shown in Table 3.

  Bulk etch rate(Å/sec)Bulk etch rate(Å/sec) CFx etch rate(Å/s)CF x etch rate (Å/s) N2/O2 etch rate(Å/s)N 2 /O 2 etch rate (Å/s) 비교예 1 (비교 중합체 1)Comparative Example 1 (Comparative Polymer 1) 29.729.7 24.024.0 실시예 1 (중합체 1)Example 1 (polymer 1) 29.829.8 23.823.8 비교예 2 (비교 중합체 2)Comparative Example 2 (Comparative Polymer 2) 28.328.3 23.923.9 실시예 2 (중합체 2)Example 2 (polymer 2) 28.528.5 24.224.2 비교예 3 (비교 중합체 3)Comparative Example 3 (Comparative Polymer 3) 27.227.2 23.023.0 실시예 3 (중합체 3)Example 3 (polymer 3) 27.127.1 22.522.5 비교예 4 (비교 중합체 4)Comparative Example 4 (Comparative Polymer 4) 26.526.5 24.324.3 실시예 4 (중합체 4)Example 4 (polymer 4) 26.826.8 24.524.5 비교예 5 (비교 중합체 5)Comparative Example 5 (Comparative Polymer 5) 28.228.2 22.422.4 실시예 5 (중합체 5)Example 5 (polymer 5) 28.028.0 22.522.5

표 3을 참고하면, 실시예 1 내지 5에 따른 하드마스크 조성물로 제조한 유기막은 비교예 1 내지 5에 따른 하드마스크 조성물로 제조한 유기막과 동등한 수준의 내식각성이 있고, 식각 가스에 대한 충분한 내식각성을 가짐을 확인할 수 있다.Referring to Table 3, the organic film prepared with the hardmask composition according to Examples 1 to 5 has an etch resistance equivalent to that of the organic film prepared with the hardmask composition according to Comparative Examples 1 to 5, and sufficient for etching gas. It can be confirmed that it has corrosion resistance.

정리하면, 중합체 1 내지 5을 포함하는 하드마스크 조성물로 형성한 유기막의 막밀도와 내식각성은 비교 중합체 1 내지 5를 포함하는 하드마스크 조성물로 형성한 유기막과 동등한 수준이면서도, 중합체 1 내지 5는 비교 중합체 1 내지 5에 비해 향상된 용해도를 나타내는 것을 확인할 수 있다.In summary, the film density and etch resistance of the organic film formed from the hardmask composition containing polymers 1 to 5 are at the same level as the organic film formed from the hardmask composition containing the comparative polymers 1 to 5, but polymers 1 to 5 It can be seen that it exhibits improved solubility compared to Comparative Polymers 1 to 5.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present. It is within the scope of the invention's rights.

Claims (15)

하기 화학식 1로 표현되는 제1 구조단위를 포함하는 중합체, 및 용매를 포함하는 하드마스크 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00034

상기 화학식 1에서,
Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족고리, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리 또는 이들의 조합이고,
X1은 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 분지형 알킬기이고,
L1은 2가의 유기기이다.
A hardmask composition comprising a polymer including a first structural unit represented by the following formula (1) and a solvent:
[Formula 1]
Figure pat00034

In Formula 1,
Ar 1 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocycle, or a combination thereof,
X 1 is a substituted or unsubstituted C3 to C10 branched alkyl group,
L 1 is a divalent organic group.
제1항에서,
Ar1은 하기 그룹 1에서 선택되는 치환 또는 비치환된 어느 하나인 하드마스크 조성물.
[그룹 1]
Figure pat00035

In claim 1,
Ar 1 is any one substituted or unsubstituted selected from the following group 1 hardmask composition.
[Group 1]
Figure pat00035

제1항에서,
Ar1은 축합 방향족고리를 포함하는 하드마스크 조성물.
In claim 1,
Ar 1 is a hard mask composition containing a condensed aromatic ring.
제1항에서,
X1은 치환 또는 비치환된 iso-프로필기, 치환 또는 비치환된 iso-부틸기, 치환 또는 비치환된 sec-부틸기, 치환 또는 비치환된 tert-부틸기, 치환 또는 비치환된 iso-펜틸기, 치환 또는 비치환된 sec-펜틸기, 치환 또는 비치환된 tert-펜틸기 또는 치환 또는 비치환된 neo-펜틸기인 하드마스크 조성물.
In claim 1,
X 1 is a substituted or unsubstituted iso-propyl group, a substituted or unsubstituted iso-butyl group, a substituted or unsubstituted sec-butyl group, a substituted or unsubstituted tert-butyl group, a substituted or unsubstituted iso- A hardmask composition that is a pentyl group, a substituted or unsubstituted sec-pentyl group, a substituted or unsubstituted tert-pentyl group, or a substituted or unsubstituted neo-pentyl group.
제1항에서,
L1은 적어도 하나의 2차 탄소를 포함하는 하드마스크 조성물.
In claim 1,
L 1 is a hardmask composition comprising at least one secondary carbon.
제1항에서,
L1은 치환 또는 비치환된 메틸렌기, 치환 또는 비치환된 에틸렌기, 치환 또는 비치환된 프로필렌기, 치환 또는 비치환된 부틸렌기 또는 이들의 조합을 포함하는 하드마스크 조성물.
In claim 1,
L 1 is a hard mask composition comprising a substituted or unsubstituted methylene group, a substituted or unsubstituted ethylene group, a substituted or unsubstituted propylene group, a substituted or unsubstituted butylene group, or a combination thereof.
제6항에서,
L1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기를 더 포함하는 하드마스크 조성물.
In paragraph 6,
L 1 is a hard mask composition further comprising a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group.
제1항에서,
L1은 하기 화학식 2 로 표현되는 하드마스크 조성물:
[화학식 2]
Figure pat00036

상기 화학식 2에서,
Y1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기이고,
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 니트로기, 아미노기, 히드록시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 이들의 조합이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,
R3 및 R4는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,
n1은 0 또는 1이고,
m1은 0 내지 3의 정수이다.
In claim 1,
L 1 is a hard mask composition represented by the following Chemical Formula 2:
[Formula 2]
Figure pat00036

In Chemical Formula 2,
Y 1 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group,
R 1 to R 4 are each independently hydrogen, deuterium, a halogen group, a nitro group, an amino group, a hydroxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,
R 1 and R 2 are each independently present or linked to each other to form a ring,
R 3 and R 4 are each independently present or linked to each other to form a ring,
n 1 is 0 or 1,
m 1 is an integer of 0 to 3.
제8항에서,
Y1은 하기 그룹 2에서 선택되는 치환 또는 비치환된 어느 하나인 하드마스크 조성물:
[그룹 2]
Figure pat00037

상기 그룹 2에서,
W는 단일 결합, 산소(-O-), 황(-S-), -SO2-, 치환 또는 비치환된 에테닐렌, 카보닐(-C(=O)-), CRaRb, NRc 또는 이들의 조합이고,
Ra 내지 Rc는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 카복실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
p는 1 내지 30의 정수이고,
*는 화학식 2의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.
In clause 8,
Y 1 is any one substituted or unsubstituted selected from the following group 2 hardmask composition:
[Group 2]
Figure pat00037

In group 2 above,
W is a single bond, oxygen (-O-), sulfur (-S-), -SO 2 -, substituted or unsubstituted ethenylene, carbonyl (-C(=O)-), CR a R b , NR c or a combination thereof,
R a to R c are each independently hydrogen, halogen, carboxyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 oxoalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxycarbonyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to A C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof,
p is an integer from 1 to 30,
* Is the point of connection with other moieties in the polymer of formula (2).
제1항에서,
L1은 하기 그룹 3에서 선택되는 어느 하나인 하드마스크 조성물.
[그룹 3]
Figure pat00038

In claim 1,
L 1 is any one selected from the following group 3 hardmask composition.
[Group 3]
Figure pat00038

제1항에서,
상기 중합체는 상기 제1 구조단위와 다른 제2 구조단위를 더 포함하고,
상기 제2 구조단위는 하기 화학식 3으로 표현되는 하드마스크 조성물.
[화학식 3]
Figure pat00039

상기 화학식 3에서,
Ar2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족고리, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리 또는 이들의 조합이고,
X2는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 분지형 알킬기이고,
L2는 2가의 유기기이다.
In claim 1,
The polymer further comprises a second structural unit different from the first structural unit,
The second structural unit is a hard mask composition represented by the following formula (3).
[Formula 3]
Figure pat00039

In Chemical Formula 3,
Ar 2 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocycle, or a combination thereof,
X 2 is a substituted or unsubstituted C3 to C10 branched alkyl group,
L 2 is a divalent organic group.
제1항에서,
상기 중합체는 하기 화학식 7로 표현되는 하드마스크 조성물.
[화학식 7]
Figure pat00040

상기 화학식 7에서,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족고리, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리 또는 이들의 조합이고,
X1 및 X2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 분지형 알킬기이고,
Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기이고,
R1 내지 R8은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 니트로기, 아미노기, 히드록시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기 또는 이들의 조합이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,
R3 및 R4는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,
R5 및 R6은 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,
R7 및 R8은 각각 독립적으로 존재하거나 서로 연결되어 고리를 형성하고,
n1 및 n2는 0 또는 1이고,
m1 및 m2는 0 내지 3의 정수이고,
a 및 b는 몰비이다.
In claim 1,
The polymer is a hard mask composition represented by the following formula (7).
[Formula 7]
Figure pat00040

In Chemical Formula 7,
Ar 1 and Ar 2 are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocycle, or a combination thereof,
X 1 and X 2 are each independently a substituted or unsubstituted C3 to C10 branched alkyl group,
Y 1 and Y 2 are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group,
R 1 to R 8 are each independently hydrogen, deuterium, a halogen group, a nitro group, an amino group, a hydroxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,
R 1 and R 2 are each independently present or linked to each other to form a ring,
R 3 and R 4 are each independently present or linked to each other to form a ring,
R 5 and R 6 are each independently present or linked to each other to form a ring,
R 7 and R 8 are each independently present or linked to each other to form a ring,
n 1 and n 2 are 0 or 1,
m 1 and m 2 are integers from 0 to 3,
a and b are molar ratios.
제1항에서,
상기 중합체는 제3 구조단위를 더 포함하고, 상기 제3 구조단위는 화학식 8로 표현되는 하드마스크 조성물.
[화학식 8]
Figure pat00041

상기 화학식 8에서,
Ar3은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족고리, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리 또는 이들의 조합이고,
L3은 2가의 유기기이고,
상기 Ar3은 상기 Ar1과 같거나 다르고,
상기 L3은 상기 L1과 같거나 다르다.
In claim 1,
The polymer further includes a third structural unit, and the third structural unit is represented by Chemical Formula 8.
[Formula 8]
Figure pat00041

In Chemical Formula 8,
Ar 3 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocycle, or a combination thereof,
L 3 is a divalent organic group,
Ar 3 is the same as or different from Ar 1,
L 3 is the same as or different from L 1.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 하드마스크 조성물의 경화물을 포함하는 하드마스크 층.
A hardmask layer comprising a cured product of the hardmask composition according to any one of claims 1 to 13.
재료 층 위에 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 하드마스크 조성물을 도포하고 열처리하여 하드마스크 층을 형성하는 단계,
상기 하드마스크 층 위에 포토레지스트 층을 형성하는 단계,
상기 포토레지스트 층을 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계,
상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 하드마스크 층을 선택적으로 제거하고 상기 재료 층의 일부를 노출하는 단계, 그리고
상기 재료 층의 노출된 부분을 식각하는 단계
를 포함하는 패턴 형성 방법.

Applying the hardmask composition according to any one of claims 1 to 13 on the material layer and heat treatment to form a hardmask layer,
Forming a photoresist layer on the hardmask layer,
Exposing and developing the photoresist layer to form a photoresist pattern,
Selectively removing the hardmask layer using the photoresist pattern and exposing a portion of the material layer, and
Etching the exposed portion of the material layer
Pattern forming method comprising a.

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