KR101416038B1

KR101416038B1 - 산-확산 조절용 염 및 그를 포함하는 포토레지스트 조성물

Info

Publication number: KR101416038B1
Application number: KR1020070137692A
Authority: KR
Inventors: 오승근; 김덕배; 김재현
Original assignee: 주식회사 동진쎄미켐
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2027-12-26
Also published as: KR20090069875A

Abstract

포토리쏘그래피 공정의 노광부에서 발생하는 산의 확산을 조절할 수 있는, 산-확산 조절용 염 및 그를 포함하는 포토레지스트 조성물이 개시된다. 상기 염기성 화합물은 하기 화학식의 구조를 가진다.

상기 화학식에서, R₁은 카보닐기(-CO-) 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 알킬카보닐기이고, R₂ 및 R₃은 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록시기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, R-는 강산의 음이온을 나타낸다.

포토레지스트, 산 확산, 염 화합물, 해상도

Description

산-확산 조절용 염 및 그를 포함하는 포토레지스트 조성물 {Salt for controlling acid-diffusion and photoresist composition including the same}

본 발명은 산-확산 조절용 염(Salt) 및 그를 포함하는 포토레지스트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 포토리쏘그래피 공정의 노광부에서 발생하는 산의 확산을 조절할 수 있는, 산-확산 조절용 염 및 그를 포함하는 포토레지스트 조성물에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼나 디스플레이용 글라스를 가공하여, 반도체 칩이나 디스플레이 소자를 제조하기 위해서는, 포토리쏘그라피 공정(photolithography process)을 이용하여, 소정 패턴의 회로 구조를 형성하여야 한다. 상기 포토리쏘그라피 공정에 사용되는 감광성 재료를 포토레지스트 조성물이라 하며, 최근, 반도체 또는 디스플레이 소자의 회로 패턴이 미세화됨에 따라, 높은 해상도를 가지는 포토레지스트 조성물이 요구되고 있다.

통상적인 화학증폭형 포토레지스트 조성물은, 포토레지스트 폴리머, 광산 발생제(photoacid generator: PAG), 유기 용매 및 염기성 화합물을 포함한다. 이러한 화학증폭형 포토레지스트에 있어서, 노광원으로부터 소정 패턴의 빛이 포토레지스트 조성물로 조사되면, 노광된 광산 발생제에서 산 성분이 생성되고, 생성된 산에 의하여 포토레지스트 폴리머에 결합된 보호기가 연쇄적으로 분해되어, 포토레지스트 폴리머의 용해도가 변화된다. 이와 같이, 노광 패턴에 따라 포토레지스트막의 용해도를 변화시킨 후, 포토레지스트막을 현상하면, 원하는 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 이와 같은 포토리쏘그라피 공정에 있어서는, 통상적으로, 노광된 포토레지스트에 존재하는 산 성분을 활성화 및 확산시키기 위하여, 노광 후 가열(post exposure bake: PEB) 공정을 수행한다. 또한, 상기 산 성분의 확산을 조절하기 위하여, 상기 포토레지스트 조성물에 염기성 화합물이 첨가되기도 한다.

또한, 선폭 60nm 이하의 미세 포토레지스트 패턴 형성이 요구됨에 따라, 포토레지스트 패턴의 측벽 거칠기(wall roughness) 및 라인에지 러프니스(Line edge roughness: LER)를 감소시키고, 노광부와 비노광부 경계의 콘트라스트(contrast)를 향상시키기 위한 연구가 다방면으로 진행되고 있다. 노광부와 비노광부 경계의 콘트라스트를 향상시키기 위해서는, 포토레지스트 폴리머, 광산 발생제, 염기성 화합물 등의 원활한 상호 작용이 이루어져야 하므로, 이들의 작용을 효과적으로 보조하여, 노광부와 비노광부 경계의 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 첨가제의 개발이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은, 포토리쏘그래피 공정의 노광부에서 발생하는 산의 확산을 조절할 수 있는, 산-확산 조절용 염(Salt) 및 그를 포함하는 포토레지스트 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 노광부와 비노광부 경계면에서 콘트라스트를 향상시켜, 포토레지스트 패턴의 측벽 거칠기 및 라인에지 러프니스를 개선할 수 있는, 산-확산 조절용 염 및 그를 포함하는 포토레지스트 조성물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 포토레지스트 조성물을 구성하는 성분의 하나로서, 하기 화학식 1로 표시되는 산-확산 조절용 염을 제공한다.

[화학식 1]

상기 화학식 1에서, R₁은 카보닐기(-CO-) 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 알킬카보닐기이고, R₂ 및 R₃은 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록시기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, R^-는 강산의 음이온을 나타낸다.

또한, 본 발명은 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 0.01 내지 10중량%의 상기 화학식 1로 표시되는 산-확산 조절용 염; 상기 감광성 화합물 100중량부에 대해 0.05 내지 20 중량부의 광산 발생제; 및 나머지 유기용매를 포함하는 포토레지스트 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 a) 상기 포토레지스트 조성물을 기판 상부에 도포하여 포토레지스트막을 형성하는 단계; b) 상기 포토레지스트막을 소정 패턴으로 노광하는 단계; 및 c) 노광된 포토레지스트막을 노광 후 가열하는 단계; 및 d) 상기 가열된 포토레지스트막을 현상하여 패턴을 얻는 단계를 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성방법을 제공한다.

본 발명에 따른 산-확산 조절용 염은, 포토리쏘그래피 공정의 노광부에서 발생하는 산의 확산을 효과적으로 조절하여, 노광부와 비노광부 경계면에서의 콘트라스트를 향상시키고, 포토레지스트 패턴의 측벽 거칠기 및 라인에지 러프니스를 개선할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 산-확산 조절용 염은, 산의 분포가 적은 영역에서, 산의 활성화를 증대시켜, 산이 전체적으로 균일하게 분포되도록 하는 효과가 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 산-확산 조절용 염은, 광산 발생제에서 발생되는 음이온과 염기가 결합된 형태의 염(salt)으로써, 하기 화학식 1로 표시된다.

상기 화학식 1에서, R₁은 카보닐기(-CO-) 또는 탄소수 1 내지 10, 바람직하게는 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 알킬카보닐기이고, R₂ 및 R₃은 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록시기, 탄소수 1 내지 10, 바람직하게는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, R^-는 광산 발생제에서 발생되는 음이온을 나타낸다.

필요에 따라, 상기 R₁, R₂ 및/또는 R₃은 서로 연결되어 단일환형(mono-cyclic) 또는 다환형(multi-cyclic) 고리 구조를 형성할 수 있으며, 바람직하게는, R₂ 및 R₃가 서로 연결되어 피페리딘(piperidine) 구조를 형성하거나, R₂ 및 R₁이 서로 연결되어 피페리딘(piperidine) 구조를 형성할 수 있으며, R^-는 광산 발생제에서 발생되는 음이온인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는,

,

,

,

등을 예시할 수 있다.

상기 화학식 1로 표시되는 산-확산 조절용 염 화합물의 대표적인 예는 다음과 같다.

(화학식 2a),

(화학식 2b),

(화학식 2c),

(화학식 2d),

(화학식 2e),

(화학식 2f),

(화학식 2g),

(화학식 2h),

(화학식 2i),

(화학식 2j),

(화학식 2k),

(화학식 2l)

본 발명에 따른 산-확산 조절용 염은, 광산 발생제에서 발생되는 음이온과 염기가 결합된 형태의 염(salt)으로서, 산과 염기의 성능을 동시에 가지고 있어, 노광부에서 발생하는 산의 이동을 효과적으로 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 산-확산 조절용 염은 통상의 다양한 유기합성법으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 하기 반응식 1 내지 3에 나타낸 바와 같이, 상온의 수용액 상에서, 염기성 화합물과 광산 발생제의 음이온 물질을 혼합하면, 산-염기 중화반응에 의해, 본 발명에 따른 산-확산 조절용 염이 생성된다. 이와 같이 생성된 염을 에틸아세테이트(Ethyl acetate: EA) 등의 유기용매로 수차례 정제하고, 건조하면, 고체 형태의 산-확산 조절용 염을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은, 상기 화학식 1로 표시되는 산-확산 조절용 염, 산과 반응하여 현상액에 대한 용해도가 변화하는 감광성 화합물, 광산 발생제 및 유기용매를 포함하며, 필요에 따라, 레지스트 안정제(quencher)로서 염기성 화합물, 계면활성제 등을 더욱 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 산-확산 조절용 염의 사용량은, 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 0.01 내지 10중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 3중량%이다. 여기서, 상기 화학식 1로 표시되는 산-확산 조절용 염의 함량이 너무 작으면, 포토레지스트 패턴의 해상도 향상, 라이에지 러프니스 개선 등이 충분하지 못할 우려가 있고, 상기 염기성 화합물의 함량이 너무 많으면, 해상도가 더 이상 향상되지 않을 뿐만 아니라, 포토레지스트 패턴이 변형되거나, 포토레지스트 패턴에 흠(defect)이 발생할 우려가 있다.

본 발명의 포토레지스트 조성물에 있어서, 상기 감광성 화합물로는, 산과 반응하여 현상액에 대한 용해도가 변화하는 통상의 포토레지스트 폴리머, 감광성 단분자 화합물 등을 제한없이 사용할 수 있다. 상기 포토레지스트 폴리머는, 산에 민감한 보호기를 가지는 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체일 수 있으며, 중량평균 분자량(Mw)은 3,000 내지 20,000인 것이 바람직하다. 상기 감광성 화합물의 함량은 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 1 내지 30중량%인 것이 바람직하고, 1 내지 20중량%이면 더욱 바람직하다. 만일 상기 포토레지스트 폴리머의 함량이 1중량% 미만이면, 코팅 후 남게 되는 레지스트층이 너무 얇아 원하는 두께의 패턴을 형성하기 어렵고, 30중량%를 초과하면 코팅 균일성이 저하될 우려가 있다.

상기 광산 발생제는, 노광에 의해 산(acid)을 생성하여, 상기 포토레지스트 폴리머의 보호기를 탈보호시키거나, 상기 염기성 화합물의 구조를 변환하는 역할을 하는 것으로서, 빛에 의해 산을 발생시킬 수 있는 화합물이면 무엇이든 사용할 수 있으며, 바람직하게는 유기설폰산 등의 황화염계 화합물, 오늄염 등의 오늄염계 화합물 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 광산발생제의 비한정적인 예로는 프탈이미도트리플루오로메탄 술포네이트 (phthalimidotrifluoromethane sulfonate), 디니트로벤질토실레이트 (dinitrobenzyl tosylate), n-데실디술폰(n-decyl disulfone), 나프틸이미도트리플루오로메탄술포네이트 (naphthylimido trifluoromethane sulfonate), 디페닐요도염 헥사플루오로포스페이트, 디페닐요도염 헥사플루오로아르세네이트, 디페닐요도염 헥사플루오로안티모네이트, 디페닐파라메톡시페닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라톨루에닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라이소부틸페닐설포늄 트리플레이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오로아르세네이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐설포늄 트리플레이트, 디부틸나프틸설포늄 트리플레이트, 트리페닐설포늄 노나플레이트, 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있다. 상기 광산발생제의 함량은 상기 감광성 화합물 100중량부에 대해 0.05 내지 20 중량부인 것이 바람직하고, 0.1 내지 10중량부이면 더욱 바람직하다. 만일, 상기 광산발생제의 함량이 0.05 중량부 미만이면, 포토레지스트 조성물의 빛에 대한 민감도가 저하되어 보호기의 탈보호화 또는 염기성 화합물의 구조 변 환이 곤란할 우려가 있고, 20 중량부를 초과하면 광산발생제에서 다량의 산이 발생하여 레지스트 패턴의 단면 형상이 불량해질 염려가 있다.

본 발명에 따른 포토레지스트 조성물의 나머지 성분을 구성하는 유기용매로는 포토레지스트 조성물의 제조에 통상적으로 사용되는 다양한 유기 용매를 광범위하게 사용할 수 있으며, 비한정적인 예로는, 에틸렌글리콜 모노메틸에틸, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노아세테이트, 디에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA), 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜 모노아세테이트, 톨루엔, 자일렌, 메틸에틸케톤, 메틸이소아밀케톤, 사이클로헥산온, 디옥산, 메틸락테이트, 에틸락테이트, 메틸피루베이트, 에틸 피루베이트, 메틸메톡시프로피오네이트, 에틸에톡시프로피오네이트, N,N-디 메틸포름아마이드, N,N-디메틸아세트아마이드, N-메틸-2-피롤리돈, 3-에톡시 에틸프로피오네이트, 2-헵탄온, 감마-부티로락톤, 2-하이드록시프로피온산에틸, 2-하이드록시 2-메틸프로피온산에틸, 에톡시초산에틸, 하이드록시초산에틸, 2-하이드록시 3-메틸부탄산메틸, 3-메톡시 2-메칠프로피온산메틸, 3-에톡시 프로피온산에틸, 3-메톡시 2-메틸프로피온산에틸, 초산에틸, 초산부틸 및 이들의 혼합물을 예시할 수 있다. 상기 유기용매의 함량은 전체 감광성 화합물 100중량부에 대하여, 300 내지 5000중량부인 것이 바람직하다. 만일 유기용매의 함량이 상기 범위를 벗어나면, 포토레지스트막 형성 공정이 원활히 수행되지 않을 우려가 있다.

또한, 산의 확산을 조절하기 위하여, 통상의 염기성 화합물이 사용될 경우, 포토레지스트 조성물에 통상적으로 사용되는, 트리에틸아민, 트리옥틸아민, 트리이소부틸아민, 트리이소옥틸아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 이들의 혼합물 등의 유기염기가 사용될 수 있다. 상기 염기성 화합물의 사용량은, 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 0.01 내지 10중량%인 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물에 필요에 따라 포함되는 계면활성제는, 포토레지스트 조성물 성분의 균일 혼합성, 포토레지스트 조성물의 도포성, 포토레지스트막의 노광 후 현상성 등을 개선하는 용도로 첨가된다. 이와 같은 계면활성제로서는, 포토레지스트 조성물에 사용되는 통상적인 계면활성제가 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 불소계 계면활성제나, 불소-규소계 계면활성제 등이 사용될 수 있다. 상기 계면활성제의 사용량은, 포토레지스트 조성물의 고형분 100 중량부에 대하여 0.001 내지 2 중량부, 바람직하게는 0.01 내지 1 중량부이며, 그 사용량이 너무 적으면 계면활성제로서의 기능을 충분히 발현할 수 없는 경우가 있고, 너무 많으면 형상 안정성이나 조성물의 보존 안정성 등 도포성 이외의 레지스트 특성에 악영향을 미치는 경우가 있다.

본 발명의 포토레지스트 조성물을 이용하여, 포토레지스트 패턴을 형성하기 위해서는, (a) 먼저, 실리콘 웨이퍼, 알루미늄 기판 등의 기판 상부에, 스핀 코터 등을 이용하여, 포토레지스트 조성물을 도포하여, 포토레지스트막을 형성하고, (b) 상기 포토레지스트막을 소정 패턴으로 노광한 다음, (c) 노광된 포토레지스트막을 노광 후 가열(Post exposure bake: PEB)하고, (d) 상기 가열된 포토레지스트막을 현상하여 패턴을 얻는, 통상의 포토리쏘그래피 공정을 수행한다. 상기 노광 공정은, ArF(193 nm), KrF(248 nm), F₂(157 nm), EUV(Extreme Ultra Violet, 13.5 nm), VUV(Vacuum Ultra Violet), E-빔, X-선, 액침 리소그래피(Immersion lithography) 또는 이온빔을 이용하여 수행될 수 있다. 또한 상기 현상 공정에 사용되는 현상액으로는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 테트라메틸암모늄 히드록사이드(TMAH) 등의 알칼리성 화합물을 0.1 내지 10중량%의 농도로 용해시킨 알칼리 수용액을 사용할 수 있으며, 필요에 따라 상기 현상액에 메탄올, 에탄올 등과 같은 수용성 유기용매 및 계면활성제를 적정량 첨가하여 사용할 수도 있다. 또한, 이와 같은 현상 공정을 수행한 후에는 초순수로 기판을 세정하는 세정 공정을 더욱 수행할 수도 있다.

이하, 구체적인 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1-1 내지 1-12] 산-확산 조절용 염의 합성

화학식 2a 내지 2l로 표시되는 산-확산 조절용 염을 구성하는 염기성 화합물 과 산 물질(음이온 물질)을 각각 30중량% 농도의 수용액으로 만든 다음, 상온에서, 상기 염기성 화합물과 산 물질을 각각 1당량씩 혼합하고, 2시간 동안 교반함으로서, 발열과정을 거쳐, 물에 용해된 염(salt) 물질을 얻었다. 반응 종료 후, 반응액을 진공 건조하여, 물을 제거함으로서, 고체 형태의 염을 얻었으며, 얻어진 고체양에 대하여 7배(중량비)의 에틸아세테이트(ethyl acetate: EA)로 고체 형태의 염을 다시 용해시키고, 거름 종이로 여과(filter)하여 불순물을 제거한 다음, 다시 진공건조하여, 정제된 고체 형태의 염을 수득하였다. 이와 같은 정제 과정을 3회 반복하였다. 산-확산 조절용 염의 제조에 사용된 원료 물질의 사용량 및 수율을 하기 표 1에 나타내었다.

실시예	salt 물질	염기성 화합물		산 물질		수율
실시예	salt 물질	종류	투입량(g)	종류	투입량(g)	무게(g)	%
1	화학식 2a	화학식 3a	18.32	화학식 4a	42.9	19.4	31.7%
2	화학식 2b	화학식 3a	18.32	화학식 4b	58.9	25.4	32.9%
3	화학식 2c	화학식 3a	18.32	화학식 4c	41.9	22.1	36.7%
4	화학식 2d	화학식 3a	18.32	화학식 4d	83.0	35.4	34.9%
5	화학식 2e	화학식 3b	18.31	화학식 4a	42.9	20.4	33.3%
6	화학식 2f	화학식 3b	18.31	화학식 4b	58.9	28.2	36.5%
7	화학식 2g	화학식 3b	18.31	화학식 4c	41.9	22.1	36.7%
8	화학식 2h	화학식 3b	18.31	화학식 4d	83.0	38.4	37.9%
9	화학식 2i	화학식 3c	18.31	화학식 4a	42.9	20.4	33.3%
10	화학식 2j	화학식 3c	18.31	화학식 4b	58.9	30.1	39.0%
11	화학식 2k	화학식 3c	18.31	화학식 4c	41.9	25.4	42.2%
12	화학식 2l	화학식 3c	18.31	화학식 4d	83.0	36.2	35.7%

상기 표 1에서, 화학식 3a는

(분자량: 128.22), 화학식 3b는

(분자량: 128.17), 화학식 3c는

(분자량: 128.17), 화학식 4a는

(분자량: 300.1), 화학식 4b는

(분자량: 412.23), 화학식 4c는

(분자량: 293.16), 화학식 4d는

(분자량: 412.23)를 나타낸다.

[실시예 2-1 내지 2-12, 비교예 1] 포토레지스트 조성물 제조 및 패턴 형성

산-확산 조절용 염의 라인에지 러프니스(LER) 개선 효과를 확인하기 위하여, 하기 화학식 5로 표시되는 포토레지스트 폴리머(a/b/c=40/40/20, 단위: 몰%) 10중량%, 상기 폴리머 100중량부에 대하여 3.5중량부의 트리페닐설포늄 노나플레이트(TPS-NF), 염기성 화합물로서 트리옥틸아민(Triocthyl amine: TOA) 0.2중량% 및 나머지 용제로서 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)를 사용하여, 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 여기에, 상기 실시예 1-1 내지 1-12에서 제조한 산-확산 조절용 염을, 폴리머 100중량부에 대하여, 각각 0.5중량부 및 1중량부 첨가하였다. 제조된 포토레지스트 조성물을 2700Å의 두께로 기판에 코팅한 후, ASML 1100 장비(0.75 NA)를 이용하여, 선폭 90nm의 1:1 라인/스페이스(L/S) 패턴을 형성하였으며 (SOB, PEB =120℃/60초), 이때 히타치(Hitach)사의 SEM(S8820)을 이용하여 LER값을 측정하여, 그 결과를 표 2에 나타내었다(실시예 2-1 내지 2-12). 또한, 산-확산 조절용 염을 첨가하지 않고, 동일한 실험을 실시하여, LER값을 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 함께 나타내었다(비교예 1).

	산-확산 조절용 염	사용량(중량부)	LER 수치(nm)	패턴 모양
비교예 1	없음	없음	9.8	직각
실시예 2-1	화학식 2a	0.5	5.4	직각
실시예 2-1	화학식 2a	1	4.3	직각
실시예 2-2	화학식 2b	0.5	6.2	직각
실시예 2-2	화학식 2b	1	5.8	직각
실시예 2-3	화학식 2c	0.5	6.6	직각
실시예 2-3	화학식 2c	1	6.0	직각
실시예 2-4	화학식 2d	0.5	6.4	직각
실시예 2-4	화학식 2d	1	6.1	직각
실시예 2-5	화학식 2e	0.5	5.0	직각
실시예 2-5	화학식 2e	1	4.2	직각
실시예 2-6	화학식 2f	0.5	6.2	직각
실시예 2-6	화학식 2f	1	5.9	직각
실시예 2-7	화학식 2g	0.5	6.7	직각
실시예 2-7	화학식 2g	1	5.9	직각
실시예 2-8	화학식 2h	0.5	6.6	직각
실시예 2-8	화학식 2h	1	6.0	직각
실시예 2-9	화학식 2i	0.5	4.5	직각
실시예 2-9	화학식 2i	1	4.0	직각
실시예 2-10	화학식 2j	0.5	5.8	직각
실시예 2-10	화학식 2j	1	5.2	직각
실시예 2-11	화학식 2k	0.5	6.0	직각
실시예 2-11	화학식 2k	1	5.7	직각
실시예 2-12	화학식 2l	0.5	6.2	직각
실시예 2-12	화학식 2l	1	5.4	직각

상기 표 2로부터, 본 발명에 따른 산-확산 조절용 염을 사용할 경우, 효과적으로 LER을 개선할 수 있으며, 패턴의 형태가 직사각형으로 형성됨을 알 수 있다.

Claims

포토레지스트 조성물을 구성하는 성분의 하나로서, 하기 화학식 1로 표시되는 산-확산 조절용 염.

[화학식 1]

상기 화학식 1에서, R₁은 카보닐기(-CO-) 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 알킬카보닐기이고, R₂ 및 R₃은 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록시기, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, R^-는 광산 발생제에서 발생되는 음이온을 나타낸다.
제1항에 있어서, 상기 R₁, R₂ 및/또는 R₃은 서로 연결되어 단일환형 또는 다환형 고리 구조를 형성하는 것인 산-확산 조절용 염.
제1항에 있어서, 상기 R₂와 R₃ 또는 R₁이 서로 연결되어 피페리딘 구조를 형성하는 것인 산-확산 조절용 염.
제1항에 있어서, 상기 산-확산 조절용 염은,

(화학식 2a),
(화학식 2b),

(화학식 2c),
(화학식 2d),

(화학식 2e),
(화학식 2f),

(화학식 2g),
(화학식 2h),

(화학식 2i),
(화학식 2j),

(화학식 2k), 및
(화학식 2l)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 산-확산 조절용 염.
전체 포토레지스트 조성물에 대하여 0.01 내지 10중량%의 하기 화학식 1로 표시되는 산-확산 조절용 염,

[화학식 1]

상기 화학식 1에서, R₁은 카보닐기(-CO-) 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 알킬카보닐기이고, R₂ 및 R₃은 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록시기, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, R-는 광산 발생제에서 발생되는 음이온을 나타낸다;

산과 반응하여 현상액에 대한 용해도가 변화하며, 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 1 내지 30중량%의 감광성 화합물;

상기 감광성 화합물 100중량부에 대해 0.05 내지 20 중량부의 광산 발생제; 및

나머지 유기용매를 포함하는 포토레지스트 조성물.
a) 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 0.01 내지 10중량%의 하기 화학식 1로 표시되는 산-확산 조절용 염, 산과 반응하여 현상액에 대한 용해도가 변화하며, 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 1 내지 30중량%의 감광성 화합물; 상기 감광성 화합물 100중량부에 대해 0.05 내지 20 중량부의 광산 발생제; 및 나머지 유기용매를 포함하는 포토레지스트 조성물을 기판 상부에 도포하여 포토레지스트막을 형성하는 단계,

[화학식 1]

상기 화학식 1에서, R₁은 카보닐기(-CO-) 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 알킬카보닐기이고, R₂ 및 R₃은 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록시기, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, R-는 광산 발생제에서 발생되는 음이온을 나타낸다;

b) 상기 포토레지스트막을 소정 패턴으로 노광하는 단계; 및

c) 노광된 포토레지스트막을 노광 후 가열하는 단계; 및

d) 상기 가열된 포토레지스트막을 현상하여 패턴을 얻는 단계를 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성방법.