KR20220081693A - Resist composition for Lift-off process - Google Patents

Resist composition for Lift-off process Download PDF

Info

Publication number
KR20220081693A
KR20220081693A KR1020200171480A KR20200171480A KR20220081693A KR 20220081693 A KR20220081693 A KR 20220081693A KR 1020200171480 A KR1020200171480 A KR 1020200171480A KR 20200171480 A KR20200171480 A KR 20200171480A KR 20220081693 A KR20220081693 A KR 20220081693A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lift
resist composition
acid
polymer
weight
Prior art date
Application number
KR1020200171480A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이보섭
홍순영
Original Assignee
주식회사 크레파머티리얼즈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 크레파머티리얼즈 filed Critical 주식회사 크레파머티리얼즈
Priority to KR1020200171480A priority Critical patent/KR20220081693A/en
Publication of KR20220081693A publication Critical patent/KR20220081693A/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/04Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F220/06Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/28Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety
    • C08F220/283Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety and containing one or more carboxylic moiety in the chain, e.g. acetoacetoxyethyl(meth)acrylate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

본 발명은 리프트 오프 공정용 포지티브형 레지스트 조성물에 관한 것으로, 2-(메타크릴로일옥시)에틸 아세토아세테이트와 메타크릴산의 중합체로 이루어진 알칼리 가용성의 베이스 수지, 노광에 의해 산을 발생하는 산 발생제 및 용매를 포함하여 이루어지 조성물이다.
본 발명의 조성물에 의해 높은 내열성이 요구되는 언더 컷 형상을 갖는 패턴이 얻어지고, 프리베이크와 노광 후 가열에서 강고한 막이 얻어져 형상이 우수한 패턴을 얻는 것이 가능해진다.
또한, 종래의 단층 리프트 오프 공정용 레지스터 조성물에 비해, 기판에 대한 밀착성이 높고 투과율이 우수하여 노광에 의한 감광 효율이 향상된다.
The present invention relates to a positive resist composition for a lift-off process, an alkali-soluble base resin comprising a polymer of 2-(methacryloyloxy)ethyl acetoacetate and methacrylic acid, and an acid generating acid upon exposure It is a composition consisting of agents and solvents.
With the composition of the present invention, a pattern having an undercut shape for which high heat resistance is required is obtained, and a strong film is obtained by prebaking and post-exposure heating, and it becomes possible to obtain a pattern excellent in shape.
In addition, compared to the conventional resist composition for a single-layer lift-off process, the adhesion to the substrate is high and the transmittance is excellent, so that the photosensitive efficiency by exposure is improved.

Description

리프트 오프 공정용 레지스트 조성물{Resist composition for Lift-off process}Resist composition for Lift-off process

본 발명은 리프트 오프 공정용 레지스트 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a resist composition for a lift-off process.

반도체의 기판 위에 알루미늄, 동, 탄탈 등의 각종 금속 배선 패턴을 형성하는 수단으로 리프트 오프법이 알려져 있다. 리프트 오프법은, 예를 들면, 기판 위에 레지스트 조성물을 도포하고, 마스크를 통하여 노광하고, 현상하여 기판에 레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 레지스트 패턴 위와 금속 기판 위에 금속막을 스퍼터링법, 증착법 등에 의해 형성하고, 이어서, 레지스트 패턴과 상기 패턴 상의 금속막을 함께 박리하여, 기판 위에 금속 배선을 형성하는 것이다. 이 리프트 오프법에 있어서 사용되는 바람직한 레지스트 패턴 형상은, 레지스트 패턴의 하부(기판 접지 부분)에 마이크로 그루브(microgroove)로 불리는 언더 컷(under cut)을 가지는 형상이다. A lift-off method is known as a means for forming various metal wiring patterns, such as aluminum, copper, and tantalum, on a semiconductor substrate. In the lift-off method, for example, a resist composition is applied on a substrate, exposed through a mask, developed to form a resist pattern on the substrate, and then a metal film is formed on the resist pattern and on the metal substrate by sputtering or vapor deposition. Then, the resist pattern and the metal film on the pattern are peeled together to form a metal wiring on the substrate. A preferable resist pattern shape used in this lift-off method is a shape having an undercut called a microgroove in the lower portion of the resist pattern (substrate grounding portion).

한편, 베이스 수지와 노광에 의해 산을 발생하는 산 발생제를 용매에 용해하여 이루어지고, 산 발생제에 의한 산의 작용으로 알칼리 가용성이 변화하는 화학증폭형 레지스트 조성물이 알려져 잇다. On the other hand, known chemically amplified resist compositions are made by dissolving a base resin and an acid generator that generates an acid upon exposure in a solvent, and in which alkali solubility changes due to the action of the acid by the acid generator.

언더 컷의 형상을 가지는 종래의 포지티브형 리프트 오프 레지스트 조성물의 특허로, 일본공개특허공보 평8-69111호와 일본공개특허공보 평10-97066호에 방향족 히드록시화합물에 의한 언더 컷의 시현이 기재되어 있다. 이는 기판 근방에 언더 컷을 발생시키고 그 크기를 조절하는 데 방향족 히드록시화합물이 적합한 알칼리 용해도를 갖기 때문이다. As a patent for a conventional positive lift-off resist composition having an undercut shape, the demonstration of an undercut by an aromatic hydroxy compound is described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-69111 and Hei 10-97066. has been This is because the aromatic hydroxy compound has an alkali solubility suitable for generating an undercut near the substrate and controlling its size.

그러나 이러한 노볼락 수지와 퀴논디아지드 화합물의 조성물에 의한 종래의 기술은 막을 형성할 때에 고온이 유지되는 경우에 패턴이 열의 영향으로 변형이 발생하기 쉽고 원하는 막을 만들 수 없게 되는 문제점이 있다. 즉 가열 처리시에 처리되는 온도의 허용 범위가 좁아 양호한 형상의 레지스트 패턴을 얻기가 어려웠다. However, the conventional technique using a composition of such a novolak resin and a quinonediazide compound has a problem in that, when a high temperature is maintained when forming a film, the pattern is easily deformed under the influence of heat and a desired film cannot be formed. That is, it was difficult to obtain a resist pattern having a good shape because the allowable range of the temperature to be treated during the heat treatment was narrow.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 120℃ 이상의 고온에서도 변형이 되지 않는 패턴을 형성하는 것이 가능한 리프트 오프 레지스트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a lift-off resist composition capable of forming a pattern that is not deformed even at a high temperature of 120° C. or higher in order to solve the above problems.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 알칼리 가용성의 베이스 수지 고형분 100 중량부에 대해, 노광에 의해 산을 발생하는 산 발생제 0.5 내지 5.0 중량부 및 용매 100~400 중량부를 포함하여 이루어지는 리프트 오프 공정용 포지티브형 레지스트 조성물에 있어서, 상기 베이스 수지가 2-(메타크릴로일옥시)에틸 아세토아세테이트와 메타크릴산의 중합체인 것을 특징으로 하는 리프트 오프 공정용 레지스트 조성물을 제공한다. In order to solve the above problems, the present invention provides a lift-off process comprising 0.5 to 5.0 parts by weight of an acid generator that generates an acid by exposure and 100 to 400 parts by weight of a solvent based on 100 parts by weight of a solid content of an alkali-soluble base resin A positive resist composition for a lift-off process is provided, wherein the base resin is a polymer of 2-(methacryloyloxy)ethyl acetoacetate and methacrylic acid.

본 발명에 의하면, 높은 내열성이 요구되는 언더 컷 형상을 갖는 패턴을 얻는 것이 가능해진다. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to obtain the pattern which has an undercut shape by which high heat resistance is calculated|required.

또한, 프리베이크와 노광 후 가열에서 강고한 막이 얻어져 형상이 우수한 패턴을 얻는 것이 가능해진다. Moreover, a strong film|membrane is obtained by prebaking and heating after exposure, and it becomes possible to obtain the pattern excellent in shape.

한편, 종래의 단층 리프트 오프 공정용 레지스터 조성물에 비해, 기판에 대한 밀착성이 높고 투과율이 우수하여 노광에 의한 감광 효율이 향상되는 리프트 오프 공정용 레지스트 조성물이 제공된다.On the other hand, there is provided a resist composition for a lift-off process in which photosensitivity efficiency by exposure is improved due to high adhesion to a substrate and excellent transmittance compared to a conventional resist composition for a single-layer lift-off process.

본 발명은 베이스 수지, 산 발생제 및 용매를 포함하여 이루어지는 리프트 오프 공정용 포지티브형 레지스트 조성물에서, 베이스 수지가 2-(메타크릴로일옥시)에틸 아세토아세테이트와 메타크릴산의 중합체로 이루어진 것을 특징으로 한다. The present invention provides a positive resist composition for a lift-off process comprising a base resin, an acid generator and a solvent, wherein the base resin is composed of a polymer of 2-(methacryloyloxy)ethyl acetoacetate and methacrylic acid. do it with

상기 베이스 수지는 레지스트 고형분의 대부분을 차지하는 물질로서, 우수한 막 형성 능력과 높은 열 안정성을 가지는 동시에 현상액인 알칼리 수용액에 잘 녹는 특성을 나타내야 한다. 베이스 수지의 설계에 있어 가장 먼저 고려해야 할 특성으로는 알칼리 수용액에 대한 용해성의 향상이다. 이로 인하여 노광부의 용해도를 향상시키고 비노광부의 용해도를 억제하여 최대로 용해도의 차이를 크게 하여 고감도의 레지스트를 만들 수 있고 두꺼운 막에서 양호한 프로파일을 얻을 수 있다. The base resin is a material that accounts for most of the solid content of the resist, and should have excellent film forming ability and high thermal stability, and at the same time exhibit a property of being soluble in an aqueous alkali solution, which is a developer. The first characteristic to be considered in the design of the base resin is the improvement of solubility in aqueous alkali solution. This improves the solubility of the exposed part and suppresses the solubility of the unexposed part to maximize the difference in solubility, thereby making it possible to make a highly sensitive resist, and to obtain a good profile in a thick film.

본 발명에서는 베이스 수지로, 단량체로서 하기 화학식 1의 2-(메타크릴로일옥시)에틸 아세토아세테이트(MA(acac))와 하기 화학식 2의 메타크릴산(MAA)을 중합한 중합체를 사용할 수 있다. In the present invention, as a base resin, a polymer obtained by polymerizing 2-(methacryloyloxy)ethyl acetoacetate (MA(acac)) of the following formula (1) and methacrylic acid (MAA) of the following formula (2) as a monomer may be used. .

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 중합체는 2-(메타크릴로일옥시)에틸 아세토아세테이트(MA(acac))와 메타크릴산(MAA)을 테트라하이드로퓨란에 30~35℃에서 용해하고, 질소 분위기에서 개시제로서 아조비스메틸부티로니트릴(2,2'-azobis(methylbutyronitrile, AMBN)) 또는 아조비스이소부티로니트릴(Azobisisobutyronitrile, AIBN)를 투입하여 60~80℃까지 천천히 승온하면서 용해시켜 반응을 시키고, 반응 용액을 디에틸에테르에 처리하여 고분자를 석출하고, 여과후 건조하여 제조될 수 있다. The polymer is prepared by dissolving 2-(methacryloyloxy)ethyl acetoacetate (MA(acac)) and methacrylic acid (MAA) in tetrahydrofuran at 30-35° C., and azobismethylbuty as an initiator in a nitrogen atmosphere. Ronitrile (2,2'-azobis(methylbutyronitrile, AMBN)) or azobisisobutyronitrile (AIBN) is added, and the temperature is slowly raised to 60~80℃ to dissolve and react, and the reaction solution is diethyl ether It can be prepared by treatment with a polymer to precipitate, filtration and drying.

상기 반응에서 2-(메타크릴로일옥시)에틸 아세토아세테이트(MA(acac))와 메타크릴산(MAA)의 몰비는 1 대 1.5~2.5인 것이 바람직하고, 상기 개시제는 상기 2-(메타크릴로일옥시)에틸 아세토아세테이트(MA(acac)) 1몰에 대하여 0.1~0.3몰인 것이 바람직하다. In the reaction, the molar ratio of 2-(methacryloyloxy)ethyl acetoacetate (MA(acac)) and methacrylic acid (MAA) is preferably 1 to 1.5 to 2.5, and the initiator is the 2-(methacryl It is preferable that it is 0.1-0.3 mol with respect to 1 mol of royloxy)ethyl acetoacetate (MA(acac)).

상기 반응 시간은 12~15시간인 것이 바람직하다.The reaction time is preferably 12 to 15 hours.

상기 중합체는 중량평균분자량이 3,000~18,000인 것이 바람직한데, 중량평균분자량이 작으면 도포 막을 유지하기 어렵고 현상 후에 도막의 감소가 너무 크게 발생하고, 중량평균분자량이 크면 용매에 대한 용해성이 나쁘고 감도가 저하되고 현상 속도가 나빠지고 레지스트 패턴 단면 형상이 나쁘게 될 수 있다. The polymer preferably has a weight average molecular weight of 3,000 to 18,000. If the weight average molecular weight is small, it is difficult to maintain the coating film, and the decrease in the coating film after development occurs too large. If the weight average molecular weight is large, the solubility in the solvent is poor and the sensitivity is lowered, the development speed may be deteriorated, and the resist pattern cross-sectional shape may be deteriorated.

상기 산 발생제는 노광에 의해 발생하는 산 성분에 의해 알칼리수용액에 난용성에서 알칼리수용액에 가용성으로 변환시킨다.The acid generator is converted from poorly soluble in alkaline aqueous solution to soluble in alkaline aqueous solution by an acid component generated by exposure.

상기 산 발생제는 기존의 화학 증폭형 레지스트 조성물에 사용되는 공지의 산 발생제를 제한 없이 사용할 수 있다. 이런 산 발생제는 요드늄 염 또는 술폰산염계 산 발생제, 옥심술포네이트계 산 발생제, 비스 알킬 또는 비스 아릴 술포닐 디아조 메탄류, 폴리(비스 술포닐)디아조 메탄류, 디아조 메탄 니트로 벤질 술포네이트류 등의 디아조 메탄계 산 발생제, 이미노술포네이트계 산 발생제, 디술폰계 산 발생제 등 여러 종류의 것으로 알려졌다. As the acid generator, any known acid generator used in conventional chemically amplified resist compositions may be used without limitation. Such acid generators include iodonium salt or sulfonate acid generators, oximesulfonate acid generators, bisalkyl or bisarylsulfonyl diazomethanes, poly(bissulfonyl)diazomethanes, diazomethanes Various types of acid generators such as diazomethane acid generators such as nitrobenzyl sulfonates, iminosulfonate acid generators, and disulfone acid generators are known.

또한, 술폰산에스테르 화합물로, 1,2-벤조퀴논디아지드-4-설폰산에스테르, 1,2-나프토퀴논-2-디아지드-5-설폰산에스테르, 1,2-나프토퀴논-2-디아지드-4-설폰산에스테르, 1,2-나프토퀴논-2-디아지드-5-설폰산에스테르-오르소크레졸에스테르, 1,2-나프토퀴논-2-디아지드-5-설폰산에스테르-파라크레졸에스테르 등을 들 수 있다. 에스테르화 성분으로서는 예를 들면 2,4-디하이드록시벤조페논, 2,3,4-트리하이드록시벤조페논, 2,3,4,4'-테트라하이드록시벤조페논, 2,2',3,4,4'-펜타하이드록시벤조페논, 페놀, 1,3-디하이드록시벤젠, 1,3,5-트리하이드록시벤젠, 비스페놀A, 비스페놀F, 비스페놀S, 노볼락 수지, 갈릭산메틸, 갈릭산에틸, 갈릭산페닐 등을 들 수 있다. In addition, as a sulfonic acid ester compound, 1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinone-2 -Diazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid ester-orthocresol ester, 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfate Phonic acid ester-paracresol ester etc. are mentioned. Examples of the esterification component include 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,2',3 ,4,4'-pentahydroxybenzophenone, phenol, 1,3-dihydroxybenzene, 1,3,5-trihydroxybenzene, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, novolak resin, methyl gallic acid , ethyl gallate, phenyl gallate, and the like.

배합량은 베이스 수지 고형분 100 중량부에 대하여 0.5 내지 5.0 중량부인 것이 바람직하다. The blending amount is preferably 0.5 to 5.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the base resin.

일반적으로 레지스트는 50% 이상의 용매로 이루어져 있으며 그 특성은 우선 감광성 물질 및 기본 골격이 되는 수지, 그리고 기타의 첨가물을 잘 용해하여 레지스트 구성물질이 균일하게 섞여지도록 하여야 하며 도포 시 균일한 도포막을 형성시키기 위하여 적당한 정도의 증기압을 유지할 필요가 있다. 또 프리베이크(pre-bake), 포스트 익스포져 베이크(post exposure bake) 등의 베이크 공정에서 적정량의 잔류 용매를 유지하기 위하여 비점이 100℃ 이상의 유기 용매를 사용하게 되는데, 50 ~ 85 중량% 정도의 용매를 사용할 수 있다. In general, resist consists of more than 50% solvent, and its properties are to first dissolve the photosensitive material, the resin that becomes the basic skeleton, and other additives so that the resist constituents are uniformly mixed. For this, it is necessary to maintain an appropriate level of vapor pressure. In addition, an organic solvent having a boiling point of 100° C. or higher is used to maintain an appropriate amount of residual solvent in the baking process such as pre-bake and post exposure bake. can be used

유기 용매로는 일반적으로, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA), 락트산에틸(EL), 메틸아밀케톤(MAK), 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGME), γ-부티로락톤 등이 각각 단독으로, 또는 혼합용매로 사용되고 있다. As the organic solvent, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), ethyl lactate (EL), methyl amyl ketone (MAK), propylene glycol monomethyl ether (PGME), γ-butyrolactone, etc. are each alone, Or it is used as a mixed solvent.

상기 유기 용매는 레지스트 고형물이 적어도 단단한 막이 이루어지기 때문에 고형물 농도를 줄일 수 있고, 충분한 에칭 내성을 가진 막이 이루어질 수 있다.The organic solvent can reduce the concentration of the solids because the resist solids at least form a hard film, and a film having sufficient etching resistance can be formed.

본 발명의 리프트 오프 공정용 포지티브형 레지스트 조성물에는, 또한 원할 경우 혼화성이 있는 첨가제, 예를 들어 레지스트막의 성능을 개량하기 위한 부가적 수지, 도포성을 향상시키기 위한 계면활성제, 용해억제제, 가소제, 안정제, 착색제, 헐레이션 방지제 등을 적절히 첨가 함유시킬 수 있다.The positive resist composition for the lift-off process of the present invention also contains, if desired, additives that are miscible, for example, an additional resin for improving the performance of the resist film, a surfactant for improving coatability, a dissolution inhibitor, a plasticizer, A stabilizer, a coloring agent, an antihalation agent, etc. can be added and contained suitably.

이하에 본 발명을 합성예, 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경 할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of synthesis examples and examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited by the following examples, and can be changed to other examples that are substituted and equivalent within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.

[합성예 1][Synthesis Example 1]

테트라하이드로퓨란(THF) 50 mL에 2-(메타크릴로일옥시)에틸 아세토아세테이트(MA(acac)) 5g(23mmol)과 메타크릴산(MAA) 5g(58mmol)을 상온에서 용해하고, 35℃에서 30분간 교반하여 균일화하였다. 이후에, 질소 분위기에서 개시제로서 아조비스메틸부티로니트릴(2,2'-azobis(methylbutyronitrile, AMBN)) 0.7g(3.6mmol)을 투입하여 70℃까지 천천히 승온하면서 용해시켜 아조비스메틸부티로니트릴이 용해된 것을 확인한 후에, 소정시간 중합반응을 시켜 점성의 증가를 확인하였다. 이후에, 반응 용액을 디에틸에테르에 처리하여 흰색의 고분자를 석출하고, 여과 후 70℃ 오븐에서 건조하여 하기 화학식 3의 중합체를 얻었다. Dissolve 2-(methacryloyloxy)ethyl acetoacetate (MA(acac)) 5g (23mmol) and methacrylic acid (MAA) 5g (58mmol) in 50 mL of tetrahydrofuran (THF) at room temperature, 35 ℃ It was homogenized by stirring for 30 minutes. After that, 0.7 g (3.6 mmol) of azobismethylbutyronitrile (2,2'-azobis(methylbutyronitrile, AMBN)) was added as an initiator in a nitrogen atmosphere and dissolved while slowly raising the temperature to 70° C. to dissolve azobismethylbutyronitrile After confirming that this was dissolved, a polymerization reaction was carried out for a predetermined time to confirm an increase in viscosity. Thereafter, the reaction solution was treated with diethyl ether to precipitate a white polymer, filtered and dried in an oven at 70° C. to obtain a polymer of Formula 3 below.

이때 얻어진 중합체의 중량평균분자량은 4500이었다. At this time, the weight average molecular weight of the obtained polymer was 4500.

Figure pat00003
Figure pat00003

[합성예 2][Synthesis Example 2]

상기 합성예 1에서 상기 소정시간 중합반응을 조절하여 얻어진 중합체의 중량평균분자량 15000이 되도록 하였다. In Synthesis Example 1, the polymerization reaction was controlled for the predetermined time so that the weight average molecular weight of the obtained polymer was 15000.

[합성예 3] [Synthesis Example 3]

상기 합성예 1에서, 2-(메타크릴로일옥시)에틸 아세토아세테이트(MA(acac)) 5g(23mmol)과 메타크릴산(MAA) 3.5g(41mmol)을 상온에서 용해하고, 상기 소정시간 중합반응을 조절하여 얻어진 중합체의 중량평균분자량 8000이 되도록 하였다. In Synthesis Example 1, 5 g (23 mmol) of 2-(methacryloyloxy) ethyl acetoacetate (MA (acac)) and 3.5 g (41 mmol) of methacrylic acid (MAA) were dissolved at room temperature, and polymerized for the predetermined time. The reaction was adjusted so that the obtained polymer had a weight average molecular weight of 8000.

*[실시예 1]*[Example 1]

상기 합성예 1의 중합체 100 중량부에 대해 프로필렌글리콜모노에틸에테르 200 중량부를 가하여 상기 중합체를 용해하고 트리페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트 3 중량부를 가하여 레지스트 조성물을 얻었다. To 100 parts by weight of the polymer of Synthesis Example 1, 200 parts by weight of propylene glycol monoethyl ether was added to dissolve the polymer, and 3 parts by weight of triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate was added to obtain a resist composition.

[실시예 2~3][Examples 2-3]

상기 실시예 1에서 합성예 2, 3을 각각 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 레지스트 조성물을 얻었다. A resist composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that Synthesis Examples 2 and 3 were used in Example 1.

[시험예][Test Example]

상기 조성물을 각각 스핀 코터로 실리콘 웨이퍼 상에 도포해, 170℃의 핫 플레이트상 120초간 프리 베이크(pre-bake)하여, 막 두께 2.5㎛의 레지스트 막을 형성했다. 그 다음에, 마스크를 개재하여 투영 노광 장치로 노광했다. 이후 웨이퍼를 120℃의 핫 플레이트상 120초간 가열한 후, 2. 4 중량% 테트라 메틸 암모늄 수용액으로 현상했다. Each of the above compositions was applied on a silicon wafer by a spin coater, and pre-baked for 120 seconds on a hot plate at 170°C to form a resist film having a thickness of 2.5 µm. Then, it exposed with the projection exposure apparatus through the mask. Thereafter, the wafer was heated on a hot plate at 120° C. for 120 seconds, and then developed with a 2.4 wt% tetramethyl ammonium aqueous solution.

얻을 수 있던 레지스터 패턴은 1.0㎛ 라인·앤드·스페이스에 의한 패턴에 대해도 모두 박리되지 않고 양호하게 형성이 이루어졌다. The obtained resist pattern did not peel all about the pattern by a 1.0 micrometer line and space, but formation was performed favorably.

상기 실시예에 대해 하기의 방법으로 평가하였다. The above examples were evaluated in the following manner.

1. 점성1. Viscosity

기판에 도포한 건조(프리 베이크) 후의 막에 탈지면을 문지르고 막의 점성을 평가하였다. A cotton wool was rubbed against the dried (pre-baked) film applied to the substrate, and the film's viscosity was evaluated.

상기 실시예에 의한 조성물 모두 탈지면이 달라붙지 않아 도막 취급 작업성이 양호함을 확인할 수 있다. It can be confirmed that all of the compositions according to the above Examples do not stick to the cotton wool, and thus the coating film handling workability is good.

2. 투과율(%)2. Transmittance (%)

상기 실시예에서 프리 베이크된 레지스트 막을 노광하지 않고, 실리콘 웨이퍼를 클린 오븐 내에서 220℃로 1시간 가열하여 경화막을 얻었다. 파장 400㎚에 있어서 투과율(%)을 분광 광도계(150-20형 더블빔, 히타치세사쿠쇼 제조)를 이용하여 측정하고 평가했다. 투과율이 90% 미만인 경우에 투명성이 불량이라고 판단한다. Without exposing the resist film prebaked in the above example, the silicon wafer was heated in a clean oven at 220 DEG C for 1 hour to obtain a cured film. The transmittance (%) at a wavelength of 400 nm was measured and evaluated using a spectrophotometer (150-20 double beam, manufactured by Hitachi, Ltd.). When the transmittance is less than 90%, transparency is judged to be poor.

측정 결과 실시예에 의한 조성물 모두 투과율이 95%로 노광할 때에 빛을 충분히 투과시켜 양호한 감광성을 나타내는 것이 가능함을 확인할 수 있다. As a result of the measurement, it can be confirmed that, when all of the compositions according to Examples have a transmittance of 95%, light is sufficiently transmitted to exhibit good photosensitivity.

3. 내열성(%)3. Heat resistance (%)

상기 실시예에서 100㎛의 라인·앤드·스페이스(1 대 1)의 패턴을 갖는 마스크를 개재하여, 프리 베이크 된 레지스트 막에 대하여 노광하고 현상했다. 현상 시간은 80초간으로 했다. 이어서, 초순수로 1분간 유수 세정을 행하고, 그 후 건조함으로써, 패턴을 형성했다. 현상 후 패턴 높이(T1)를 촉침식 막 두께 측정 장치 α-스텝(KLA 덴코르 제조)에 의해 측정했다. 그 후, 패턴 형성된 실리콘 기판을 클린 오븐 내에서 220℃로 1시간 가열하여 열경화 후의 패턴을 얻었다. 이와 같이 하여, 열경화 후의 패턴 높이(t1)를 측정하여, 하기식으로부터 열경화 전후의 열수축율(%)을 산출하고, 이것을 내열성(%)으로 한다.In the above embodiment, the pre-baked resist film was exposed and developed through a mask having a line and space (1 to 1) pattern of 100 µm. The development time was set to 80 seconds. Then, the pattern was formed by performing 1 minute running water washing with ultrapure water, and drying after that. The pattern height (T1) after development was measured by a stylus type film thickness measuring device α-step (manufactured by KLA Denkor). Then, the pattern-formed silicon substrate was heated in a clean oven at 220 degreeC for 1 hour, and the pattern after thermosetting was obtained. In this way, the pattern height t1 after thermosetting is measured, the thermal contraction rate (%) before and behind thermosetting is computed from a following formula, and let this be heat resistance (%).

내열성(%)={(T1―t1)/T1}×100Heat resistance (%) = {(T1-t1)/T1} × 100

내열성의 값이 클수록 가교 반응이 진행되어 있다고 말할 수 있다. 또한, 이와 같이 발생한 열수축은 실제의 사용상에서는 특히 영향이 없는 레벨이다.It can be said that the crosslinking reaction progresses, so that the value of heat resistance is large. In addition, the heat contraction which generate|occur|produced in this way is a level which does not have an influence especially on actual use.

측정 결과 실시예에 의한 조성물 모두 내열성이 95%로 포스트 베이크 이후에도 강고한 막이 얻어져 형상이 우수한 패턴을 얻는 것이 가능해진다. As a result of the measurement, the heat resistance of all of the compositions according to the examples was 95%, and a strong film was obtained even after post-baking, and it became possible to obtain a pattern excellent in shape.

4. 접착성 4. Adhesive

상기 실시예에서 본 발명의 조성물을 실리콘 웨이퍼에 스핀 코팅하고 질소 오븐에서 100℃에서 15분, 180℃에서 30분, 230℃에서 30분, 300℃에서 40분 열처리하여 형성된 레지스트 막을 121℃, 2atm, 100 %RH 조건에서 PCT(pressure cooker test) 100시간, 300시간, 500시간을 실시하였다. 그리고 나서 실리콘 웨이퍼에 밀착된 상태 그대로 1mm X 1mm로 100조각을 크로스 컷팅(crosscutting) 하고 스카치 테이프를 이용하여 필 테스트(peel test)를 실시하였다. PCT 처리를 오래하여도 웨이퍼에 밀착된 상태로 유지되는 경우일수록 접착력이 좋은 것이다. In the above embodiment, the composition of the present invention was spin-coated on a silicon wafer and heat-treated in a nitrogen oven at 100° C. for 15 minutes, 180° C. for 30 minutes, 230° C. for 30 minutes, and 300° C. for 40 minutes to form a resist film formed at 121° C., 2 atm. , PCT (pressure cooker test) was carried out for 100 hours, 300 hours, and 500 hours under 100 %RH conditions. Then, 100 pieces were crosscutted to 1mm X 1mm in a state in close contact with the silicon wafer, and a peel test was performed using a scotch tape. Even if the PCT treatment is carried out for a long time, the adhesive strength is better when it is kept in close contact with the wafer.

측정 결과 실시예에 의한 조성물 모두 PCT 처리시간 500시간에서도 필 테스트에 의해 조각이 떨어지지 않아 접착력이 우수함을 확인할 수 있다. As a result of the measurement, it can be confirmed that all of the compositions according to Examples have excellent adhesive strength because pieces do not fall off by the peel test even after a PCT treatment time of 500 hours.

5. 박리성5. Peelability

상기 실시예에서 형상된 패턴에 대하여 진공증착 장치를 이용하여 금(Au)을 5000Å의 두께로 증착하고 N-메틸피롤리돈 용제로 처리하여 레지스트의 박리 여부를 전자현미경으로 관찰하여 측정한다. With respect to the pattern formed in the above example, gold (Au) was deposited to a thickness of 5000 Å using a vacuum deposition apparatus, treated with an N-methylpyrrolidone solvent, and whether the resist was peeled off by observing it with an electron microscope.

측정결과 실시예에 의한 조성물 모두 레지스트의 잔사가 관찰되지 않고 금의 박리도 발생하지 않아 리프트 오프 공정용 레지스트로 역할을 함을 확인할 수 있다. As a result of the measurement, it can be confirmed that all of the compositions according to the examples serve as a resist for the lift-off process because no residue of the resist was observed and no gold peeling occurred.

Claims (5)

알칼리 가용성의 베이스 수지 고형분 100 중량부에 대해, 노광에 의해 산을 발생하는 산 발생제 0.5 내지 5.0 중량부 및 용매 100~400 중량부를 포함하여 이루어지는 리프트 오프 공정용 포지티브형 레지스트 조성물에 있어서,
상기 베이스 수지가 2-(메타크릴로일옥시)에틸 아세토아세테이트와 메타크릴산의 중합체인 것을 특징으로 하는 리프트 오프 공정용 레지스트 조성물.
A positive resist composition for a lift-off process comprising 0.5 to 5.0 parts by weight of an acid generator that generates an acid upon exposure and 100 to 400 parts by weight of a solvent based on 100 parts by weight of the alkali-soluble base resin solid content,
The resist composition for a lift-off process, characterized in that the base resin is a polymer of 2-(methacryloyloxy)ethyl acetoacetate and methacrylic acid.
제 1항에 있어서,
상기 중합체는 개시제를 이용하여 2-(메타크릴로일옥시)에틸 아세토아세테이트(MA(acac))와 메타크릴산(MAA)을 1 대 1.5~2.5의 몰비로 중합반응시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 리프트 오프 공정용 레지스트 조성물.
The method of claim 1,
The polymer is prepared by polymerizing 2-(methacryloyloxy)ethyl acetoacetate (MA(acac)) and methacrylic acid (MAA) in a molar ratio of 1 to 1.5 to 2.5 using an initiator. A resist composition for a lift-off process.
제 2항에 있어서,
상기 개시제는 상기 2-(메타크릴로일옥시)에틸 아세토아세테이트(MA(acac)) 1몰에 대하여 0.1~0.3몰로 반응시키는 것을 특징으로 하는 리프트 오프 공정용 레지스트 조성물.
3. The method of claim 2,
The resist composition for a lift-off process, characterized in that the initiator is reacted in an amount of 0.1 to 0.3 moles based on 1 mole of 2-(methacryloyloxy)ethyl acetoacetate (MA(acac)).
제 1항에 있어서,
상기 중합체의 중량평균분자량은 3,000~18,000인 것을 특징으로 하는 리프트 오프 공정용 레지스트 조성물.
The method of claim 1,
The resist composition for a lift-off process, characterized in that the polymer has a weight average molecular weight of 3,000 to 18,000.
제 1항에 있어서,
상기 용매는, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 락트산에틸, 메틸아밀케톤, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 및 γ-부티로락톤에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리프트 오프 공정용 레지스트 조성물.
The method of claim 1,
The resist composition for a lift-off process, characterized in that the solvent is at least one selected from propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, methyl amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether and γ-butyrolactone.
KR1020200171480A 2020-12-09 2020-12-09 Resist composition for Lift-off process KR20220081693A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200171480A KR20220081693A (en) 2020-12-09 2020-12-09 Resist composition for Lift-off process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200171480A KR20220081693A (en) 2020-12-09 2020-12-09 Resist composition for Lift-off process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220081693A true KR20220081693A (en) 2022-06-16

Family

ID=82217499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200171480A KR20220081693A (en) 2020-12-09 2020-12-09 Resist composition for Lift-off process

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220081693A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101050619B1 (en) Norbornene polymer for photoresist and photoresist composition comprising same
CN1702554B (en) Photosensitive resin composition
US20010018160A1 (en) Positive resist composition suitable for lift-off technique and pattern forming method
US20040229166A1 (en) Novel photosensitive resin compositions
US5120633A (en) Resist material for use in thick film resists
JP2013507653A (en) Positive photoimageable bottom antireflective coating
TW201403240A (en) Positive photosensitive material
CN109844641A (en) The chemistry amplification resist of the thick film of ambient stable
JPH0623841B2 (en) Photoresist composition
US5262281A (en) Resist material for use in thick film resists
JP2022001941A (en) Polymer, and production method thereof
GB2124400A (en) Positive-type photoresist compositions
CN111944090B (en) Polymer resin and preparation method and application thereof
JP3757731B2 (en) Resist composition
KR100922844B1 (en) Photosensitive resin composition for dielectrics
EP1296186A1 (en) Radiation sensitive resin composition, rib, rib forming method and display element
KR20060086877A (en) Radiation-sensitive resin composition
KR20190141318A (en) Resist composition for Lift-off process
TWI479262B (en) Photosensitive resin composition which is capable of being cured at a low temperature
KR20220081693A (en) Resist composition for Lift-off process
KR19990036936A (en) Manufacturing method of thermoplastic resin cured film
CA2020378A1 (en) Maleimide containing, negative working deep uv photoresist
JP2622231B2 (en) Photochemical compounds that generate acid photochemically
KR20080070573A (en) Photoresists comprising novolak resin blends
JPH0145613B2 (en)