[go: up one dir, main page]

KR20090066161A - 감광성 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물 - Google Patents

감광성 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20090066161A
KR20090066161A KR1020070133793A KR20070133793A KR20090066161A KR 20090066161 A KR20090066161 A KR 20090066161A KR 1020070133793 A KR1020070133793 A KR 1020070133793A KR 20070133793 A KR20070133793 A KR 20070133793A KR 20090066161 A KR20090066161 A KR 20090066161A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
formula
carbon atoms
photosensitive compound
weight
group
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020070133793A
Other languages
English (en)
Inventor
이재우
유민자
이준경
임영배
김재현
Original Assignee
주식회사 동진쎄미켐
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 동진쎄미켐 filed Critical 주식회사 동진쎄미켐
Priority to KR1020070133793A priority Critical patent/KR20090066161A/ko
Priority to US12/337,058 priority patent/US8043789B2/en
Publication of KR20090066161A publication Critical patent/KR20090066161A/ko
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D309/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom, not condensed with other rings
    • C07D309/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom, not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D309/08—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom, not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D309/10—Oxygen atoms
    • C07D309/12—Oxygen atoms only hydrogen atoms and one oxygen atom directly attached to ring carbon atoms, e.g. tetrahydropyranyl ethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C43/00—Ethers; Compounds having groups, groups or groups
    • C07C43/30—Compounds having groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/34—Esters of acyclic saturated polycarboxylic acids having an esterified carboxyl group bound to an acyclic carbon atom
    • C07C69/42—Glutaric acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/66—Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety
    • C07C69/67—Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety of saturated acids
    • C07C69/708—Ethers
    • C07C69/712—Ethers the hydroxy group of the ester being etherified with a hydroxy compound having the hydroxy group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/0045—Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/039—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • G03F7/0392—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/039—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • G03F7/0392—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
    • G03F7/0397—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition the macromolecular compound having an alicyclic moiety in a side chain
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2603/00—Systems containing at least three condensed rings
    • C07C2603/56—Ring systems containing bridged rings
    • C07C2603/58—Ring systems containing bridged rings containing three rings
    • C07C2603/70—Ring systems containing bridged rings containing three rings containing only six-membered rings
    • C07C2603/74—Adamantanes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/1053—Imaging affecting physical property or radiation sensitive material, or producing nonplanar or printing surface - process, composition, or product: radiation sensitive composition or product or process of making binder containing
    • Y10S430/1055—Radiation sensitive composition or product or process of making
    • Y10S430/114—Initiator containing
    • Y10S430/115—Cationic or anionic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

통상의 포토레지스트용 고분자 보다 크기가 작고, 보다 잘 정의된 구조를 가지는 감광성 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물이 개시된다. 상기 감광성 화합물은 하기 화학식의 구조를 가진다. 또한, 상기 포토레지스트 조성물은, 하기 화학식으로 표시되는 감광성 화합물 1 내지 85 중량%; 상기 감광성 화합물 100 중량부에 대해 광산발생제 0.05 내지 15 중량부; 및 나머지 유기용매를 포함한다.
Figure 112007091228294-PAT00001
상기 화학식에서, n은 0 또는 1 이고, x는 1, 2, 3, 4 또는 5 이고, y는 2, 3, 4, 5 또는 6 이며, z는 0, 1, 2, 3 또는 4 이고, R, R' 및 R"은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 30, 바람직하게는 탄소수 2 내지 20의 탄화수소기이고, R"'은 수소 원자, 또는 탄소수 1 내지 30, 바람직하게는 탄소수 2 내지 20의 탄화수소기이다.
포토레지스트, 감광성 화합물

Description

감광성 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물{Photosensitive compound and photoresist composition including the same}
본 발명은 감광성 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 통상의 포토레지스트용 고분자 보다 크기가 작고, 보다 잘 정의된 구조를 가지는 감광성 화합물 및 이를 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 조성물의 필요성이 증대되고 있다.
통상적인 화학 증폭형 포토레지스트 조성물은, 고분자 수지, 광산발생제(photoacid generator: PAG), 유기 용매 및 필요에 따라 염기성 화합물을 포함한다. 이와 같은 포토레지스트 조성물은, 주성분으로서 고분자 수지를 포함하므로, 가공성, 코팅 안정성, 식각 저항성 등의 기계적 특성이 우수할 뿐만 아니라, 식각 공정, 이온주입 공정 등의 후속 공정 후, 제거가 용이한 장점이 있으나, 고분자 수지의 크기에 의해 포토레지스트 조성물의 해상력이 제한되는 단점이 있다. 즉, 포토리쏘그래피 공정에 있어서, 포토레지스트 조성물에 포함된 감광성 고분자 수지의 크기 보다 작은 크기의 패턴을 형성할 수는 없다. 또한, 반도체 구조가 65nm 이하의 미세 구조로 변화하면서, 주성분이 고분자인 레지스트는 미세화된 패턴에 적합한 균일성을 제공할 수 없으며, 이는 고분자 재료가, 수많은 구조의 고분자 사슬의 집합체이므로, 고분자 재료 자체에 불균일성이 존재하기 때문이다.
따라서, 본 발명의 목적은, 통상의 포토레지스트용 고분자 보다 크기가 작고, 보다 잘 정의된 구조를 가지는 감광성 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 리쏘그라피 공정의 해상력(resolution)을 향상시키고, 패턴 가장자리 거칠기(Line edge roughness: LER)를 개선할 뿐만 아니라, 코팅 후 또는 패턴 형성 후, 막의 균일성을 향상시킬 수 있는 감광성 화합물 및 이를 포 함하는 포토레지스트 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 건식 식각 저항성(dry etch resistance)이 우수하며, 현상 잔류물의 발생을 감소시킬 수 있는 감광성 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1a 및 화학식 1b로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 구조를 가지는 감광성 화합물을 제공한다.
[화학식 1a]
Figure 112007091228294-PAT00002
상기 화학식 1a에서, n은 0 또는 1 이고, x는 1, 2, 3, 4 또는 5 이고, y는 2, 3, 4, 5 또는 6 이며, z는 0, 1, 2, 3 또는 4 이고, R, R' 및 R"은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 30, 바람직하게는 탄소수 2 내지 20의 탄화수소기이고, R"'은 수소 원자, 또는 탄소수 1 내지 30, 바람직하게는 탄소수 2 내지 20의 탄화수소기이다.
[화학식 1b]
Figure 112007091228294-PAT00003
상기 화학식 1b에서, n, x, z, R, R', R" 및 R"'는 화학식 1a에서 정의한 바와 같고, x'은 1, 2, 3 또는 4이고, z'은 0, 1, 2 또는 3이며, p 및 m은 각각 독립적으로 1 또는 2이다.
본 발명은 또한, 상기 감광성 화합물 1 내지 85 중량%; 상기 감광성 화합물 100 중량부에 대해 광산발생제 0.05 내지 15 중량부; 및 나머지 유기용매를 포함하는 포토레지스트 조성물을 제공한다. 본 발명은 또한, (a) 상기 포토레지스트 조성물을 피식각층 상부에 도포하여 포토레지스트막을 형성하는 단계; (b) 상기 포토레지스트막을 소정 패턴으로 노광하는 단계; (c) 상기 노광된 포토레지스트막을 가열하는 단계; 및 (d) 상기 가열된 포토레지스트막을 현상하여 원하는 패턴을 얻는 단계를 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성방법을 제공한다.
본 발명의 포토레지스트 조성물에 있어서는, 감광막의 건축 단위의 크기를 최소화하여, 레지스트의 해상력을 향상시킴으로서, 리쏘그라피 공정에서의 최소 해상력을 32 nm 이하까지 개선할 수 있다. 또한, 포토레지스트 패턴의 건축 단위가, 작은 크기의 단일 순물질이므로, 패턴 가장자리의 거칠기(LER)를 3 nm 이하로 제어하여, 반도체 소자 특성을 확보할 수 있으며, 기본 건축 단위들 사이에 작용하는 인력이 균일하여, 코팅 공정 후 얻어지는 막의 균일성(Coating uniformity)을 3% 이내로 유지시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 포토레지스트 조성물에 있어서는, 감광막을 구성하는 분자 내에 벤젠 고리의 함량이 크므로, 건식 식각 저항성이 노볼락 레진 수준으로 증대되며, 현상액에 대한 불용성분에 의해서 야기되며, 불균일한 식각의 원인이 되는, 현상 후의 이상 패턴, 즉, 현상 잔류물(scum)의 발생을 충분히 억제할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 감광성 화합물은, 산에 의하여 탈보호될 수 있는 구조를 가지며, 하기 화학식 1a로 표현된다.
Figure 112007091228294-PAT00004
상기 화학식 1a에서, n은 0 또는 1 이고, x는 1, 2, 3, 4 또는 5 이고, y는 2, 3, 4, 5 또는 6 이며, z는 0, 1, 2, 3 또는 4이고, R, R' 및 R"은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 30, 바람직하게는 탄소수 2 내지 20의 탄화수소기이고, R"'은 수소 원자, 또는 탄소수 1 내지 30, 바람직하게는 탄소수 2 내지 20의 탄화수소기이다. 상기 R, R', R" 및 R"'은 사슬형 및/또는 고리형 알리파틱(aliphatic) 및/또는 아로마틱(aromatic) 탄화수소기일 수 있고, 필요에 따라, 카보닐기, 페닐기, 설포닐기, 플로로알킬기, 히드록시기 등의 치환기를 포함하거나, 1 내지 8개의 이종원자(hetero-atom)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 R 및 R'의 양말단에는 카보닐기(C=O) 또는 카르복실기(-COO-)가 위치하고, 상기 R"은 산소(O)를 포함하는 에테르 또는 에스테르 화합물 구조를 가질 수 있다.
상기 화학식 1a로 표시되는 감광성 화합물의 대표적인 예는 다음과 같다.
Figure 112007091228294-PAT00005
,
Figure 112007091228294-PAT00006
,
Figure 112007091228294-PAT00007
,
Figure 112007091228294-PAT00008
,
Figure 112007091228294-PAT00009
,
Figure 112007091228294-PAT00010
,
Figure 112007091228294-PAT00011
,
Figure 112007091228294-PAT00012
,
Figure 112007091228294-PAT00013
,
Figure 112007091228294-PAT00014
,
Figure 112007091228294-PAT00015
,
Figure 112007091228294-PAT00016
,
Figure 112007091228294-PAT00017
,
Figure 112007091228294-PAT00018
,
Figure 112007091228294-PAT00019
,
Figure 112007091228294-PAT00020
,
Figure 112007091228294-PAT00021
,
Figure 112007091228294-PAT00022
,
Figure 112007091228294-PAT00023
,
Figure 112007091228294-PAT00024
,
Figure 112007091228294-PAT00025
,
Figure 112007091228294-PAT00026
,
Figure 112007091228294-PAT00027
,
Figure 112007091228294-PAT00028
,
Figure 112007091228294-PAT00029
,
Figure 112007091228294-PAT00030
,
Figure 112007091228294-PAT00031
,
Figure 112007091228294-PAT00032
,
Figure 112007091228294-PAT00033
,
Figure 112007091228294-PAT00034
,
Figure 112007091228294-PAT00035
,
Figure 112007091228294-PAT00036
,
Figure 112007091228294-PAT00037
,
Figure 112007091228294-PAT00038
,
Figure 112007091228294-PAT00039
,
Figure 112007091228294-PAT00040
,
Figure 112007091228294-PAT00041
,
Figure 112007091228294-PAT00042
,
Figure 112007091228294-PAT00043
,
Figure 112007091228294-PAT00044
,
Figure 112007091228294-PAT00045
,
Figure 112007091228294-PAT00046
,
Figure 112007091228294-PAT00047
,
Figure 112007091228294-PAT00048
,
Figure 112007091228294-PAT00049
,
Figure 112007091228294-PAT00050
,
Figure 112007091228294-PAT00051
,
Figure 112007091228294-PAT00052
,
Figure 112007091228294-PAT00053
Figure 112007091228294-PAT00054
,
Figure 112007091228294-PAT00055
,
Figure 112007091228294-PAT00056
,
Figure 112007091228294-PAT00057
,
Figure 112007091228294-PAT00058
,
Figure 112007091228294-PAT00059
,
Figure 112007091228294-PAT00060
,
Figure 112007091228294-PAT00061
,
Figure 112007091228294-PAT00062
,
Figure 112007091228294-PAT00063
,
Figure 112007091228294-PAT00064
,
Figure 112007091228294-PAT00065
또한, 본 발명은 하기 화학식 1b로 표현되는 감광성 화합물을 제공한다.
Figure 112007091228294-PAT00066
상기 화학식 1b에서, n, x, z, R, R', R" 및 R"'는 화학식 1a에서 정의한 바와 같고, x'은 1, 2, 3 또는 4이고, z'은 0, 1, 2 또는 3이며, p 및 m은 각각 독립적으로 1 또는 2이다.
상기 화학식 1b로 표시되는 감광성 화합물의 대표적인 예는 다음과 같다.
Figure 112007091228294-PAT00067
,
Figure 112007091228294-PAT00068
,
Figure 112007091228294-PAT00069
,
Figure 112007091228294-PAT00070
,
Figure 112007091228294-PAT00071
,
Figure 112007091228294-PAT00072
Figure 112007091228294-PAT00073
Figure 112007091228294-PAT00074
Figure 112007091228294-PAT00075
상기 화학식들에서, R"은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같고, 예를 들면 다음의 구조를 가질 수 있다(여기서, 굴곡선(
Figure 112007091228294-PAT00076
)은 결합부위를 나타낸다).
Figure 112007091228294-PAT00077
,
Figure 112007091228294-PAT00078
,
Figure 112007091228294-PAT00079
,
Figure 112007091228294-PAT00080
,
Figure 112007091228294-PAT00081
,
Figure 112007091228294-PAT00082
,
Figure 112007091228294-PAT00083
,
Figure 112007091228294-PAT00084
,
Figure 112007091228294-PAT00085
,
Figure 112007091228294-PAT00086
,
Figure 112007091228294-PAT00087
,
Figure 112007091228294-PAT00088
,
Figure 112007091228294-PAT00089
,
Figure 112007091228294-PAT00090
,
Figure 112007091228294-PAT00091
,
Figure 112007091228294-PAT00092
,
Figure 112007091228294-PAT00093
,
Figure 112007091228294-PAT00094
,
Figure 112007091228294-PAT00095
,
Figure 112007091228294-PAT00096
,
Figure 112007091228294-PAT00097
,
Figure 112007091228294-PAT00098
,
Figure 112007091228294-PAT00099
,
Figure 112007091228294-PAT00100
,
Figure 112007091228294-PAT00101
,
Figure 112007091228294-PAT00102
,
Figure 112007091228294-PAT00103
,
Figure 112007091228294-PAT00104
,
Figure 112007091228294-PAT00105
,
Figure 112007091228294-PAT00106
,
Figure 112007091228294-PAT00107
,
Figure 112007091228294-PAT00108
,
Figure 112007091228294-PAT00109
,
Figure 112007091228294-PAT00110
,
Figure 112007091228294-PAT00111
,
Figure 112007091228294-PAT00112
,
Figure 112007091228294-PAT00113
,
Figure 112007091228294-PAT00114
,
Figure 112007091228294-PAT00115
,
Figure 112007091228294-PAT00116
,
Figure 112007091228294-PAT00117
,
Figure 112007091228294-PAT00118
,
Figure 112007091228294-PAT00119
,
Figure 112007091228294-PAT00120
,
Figure 112007091228294-PAT00121
,
Figure 112007091228294-PAT00122
,
Figure 112007091228294-PAT00123
,
Figure 112007091228294-PAT00124
,
Figure 112007091228294-PAT00125
,
Figure 112007091228294-PAT00126
,
Figure 112007091228294-PAT00127
,
Figure 112007091228294-PAT00128
,
Figure 112007091228294-PAT00129
,
Figure 112007091228294-PAT00130
,
Figure 112007091228294-PAT00131
,
Figure 112007091228294-PAT00132
,
Figure 112007091228294-PAT00133
,
Figure 112007091228294-PAT00134
,
Figure 112007091228294-PAT00135
,
Figure 112007091228294-PAT00136
,
Figure 112007091228294-PAT00137
,
Figure 112007091228294-PAT00138
,
Figure 112007091228294-PAT00139
,
Figure 112007091228294-PAT00140
,
Figure 112007091228294-PAT00141
,
Figure 112007091228294-PAT00142
,
Figure 112007091228294-PAT00143
,
Figure 112007091228294-PAT00144
,
Figure 112007091228294-PAT00145
,
Figure 112007091228294-PAT00146
,
Figure 112007091228294-PAT00147
,
Figure 112007091228294-PAT00148
,
Figure 112007091228294-PAT00149
,
Figure 112007091228294-PAT00150
,
Figure 112007091228294-PAT00151
,
Figure 112007091228294-PAT00152
,
Figure 112007091228294-PAT00153
,
Figure 112007091228294-PAT00154
,
Figure 112007091228294-PAT00155
,
Figure 112007091228294-PAT00156
,
Figure 112007091228294-PAT00157
,
Figure 112007091228294-PAT00158
본 발명에 따른 감광성 화합물은, 통상의 포토레지스트용 고분자 보다 크기가 작고, 균일한 크기 및 구조를 가지는 등, 보다 잘 정의된 구조를 가지며, 노광 중 광산발생제(Photoacid generator: PAG)에서 발생된 산에 의하여 용해억제 보호기 부분이 분해되어, 현상액에 대한 용해도가 증가함으로서, 노광부 만이 선택적으로 현상되도록 한다.
본 발명에 따른 감광성 화합물은 통상의 유기합성법으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 페닐기에 치환된 히드록시기에 R"을 결합시키거나(화학식 1에서, n이 0 인 경우), 하기 반응식 2에 나타낸 바와 같이, 페닐기에 치환된 히드록시기에 R'(=
Figure 112007091228294-PAT00159
)을 도입한 후, 다시 R"을 결합시키거나(화학식 1에서, n이 1 인 경우), 하기 반응식 3에 나타낸 바와 같이, 페닐기에 치환된 히드록시기에 R'(=
Figure 112007091228294-PAT00160
) 및 R"을 동시에 도입(화학식 1에서, n이 1 인 경우)시키는 반응을 통하여, 본 발명에 따른 감광성 화합물을 합성할 수 있다.
Figure 112007091228294-PAT00161
Figure 112007091228294-PAT00162
Figure 112007091228294-PAT00163
상기 반응식 1 내지 3에서, n, x, y, R, R" 및 R"'은 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은, 상기 화학식 1로 표시되는 감광성 분자 화합물, 광산발생제 및 유기용매를 포함하며, 필요에 따라, 레지스트 안정제(quencher)로서 염기성 화합물, 계면활성제 등을 더욱 포함할 수 있다. 상기 포토레지스트 조성물에 있어서, 상기 감광성 화합물의 함량은 1 내지 85 중량%, 바람직하게는 10 내지 45 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 25 중량%이고, 상기 감광성 화합물 100 중량부에 대해, 상기 광산발생제의 함량은 0.05 내지 15 중량부, 바람직하게는 0.15 내지 10 중량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 5.5중량부이다. 상기 유기용매는, 상기 포토레지스트 조성물의 나머지 성분을 구성하는 것으로서, 상기 감광성 분자 화합물 100 중량부에 대해, 상기 유기용매의 바람직한 함량은 10 내지 5,000중량부, 더욱 바람직하게는 200 내지 5,000 중량부, 가장 바람직하게는 250 내지 4,000 중량부이다. 또한, 염기성 화합물이 사용될 경우, 그 사용량은 상기 감광성 화합물 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 10 중량부, 바람직하게는 1 내지 2 중량부이다. 여기서, 상기 감광성 화합물의 함량이 너무 작으면, 원하는 두께의 레지스트막을 형성하기 어려운 우려가 있고, 너무 많으면, 기판 상에 형성된 패턴의 두께 분포가 고르지 못하게 될 우려가 있다. 또한, 상기 광산발생제의 사용량이 너무 적으면, 포토레지스트의 광에 대한 민감도가 저하되고, 너무 많으면, 광산발생제가 원자외선을 많이 흡수하고, 과량의 산이 생성되어, 패턴의 단면 형상이 불균일해질 우려가 있다. 또한, 상기 염기성 화합물의 사용량이 너무 적으면, 노광 중 발생한 산의 확산 조절이 용이하지 못하여 패턴의 단면 형상이 불균일해질 수 있으 며, 너무 많으면, 발생한 산의 확산을 과도하게 억제하여, 패턴의 형성이 어려울 우려가 있다.
상기 광산발생제로는, 빛의 조사에 의해 산을 발생시키는 화합물을 제한없이 사용할 수 있으며, 포토레지스트 조성물의 광산발생제로서 통상 사용되는 오니움 염(onium salt), 예를 들면, 설포늄염 또는 아이오도늄염 화합물을 사용할 수 있다. 특히 프탈이미도트리플루오로메탄술포네이트 (phthalimidotrifluoromethane sulfonate), 디니트로벤질 토실레이트 (dinitrobenzyltosylate), n-데실디술폰 (n-decyl disulfone) 및 나프틸이미도트리플루오로메탄술포네이트 (naphthylimido trifluoromethane sulfonate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 사용할 수 있고, 또한, 디페닐요도염 트리플레이트, 디페닐요도염 노나플레이트, 디페닐요도염 헥사플루오로포스페이트, 디페닐요도염 헥사플루오로아르세네이트, 디페닐요도염 헥사플루오로안티모네이트, 디페닐파라메톡시페닐설포늄 트리플레이트, 디페닐 파라톨루에닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라터셔리부틸페닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라이소부틸 페닐설포늄 트리플레이트, 트리페닐설포늄 트리플레이트, 트리스파라터셔리부틸페닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라메톡시페닐설포늄 노나플레이트, 디페닐파라톨루에닐설포늄 노나플레이트, 디페닐파라터셔리부틸 페닐설포늄 노나플레이트, 디페닐파라이소부틸페닐설포늄 노나플레이트, 트리페닐설포늄 노나플레이트, 트리스파라터셔리부틸페닐설포늄 노나플레이트, 헥사플루오로 아르세네이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐설포늄 트리플레이트 및 디부틸나프틸설포늄 트리플레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 광산발생제를 사용할 수 있다.
상기 유기용매로는, 포토레지스트 조성물의 용매로서 통상 사용되는 유기용매를 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들면, 에틸렌글리콜모노메틸에틸, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노아세테이트, 디에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA), 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜 모노아세테이트, 톨루엔, 자일렌, 메틸에틸케톤, 메틸이소아밀케톤, 시클로헥산온, 디옥산, 메틸락테이트, 에틸락테이트, 메틸피루베이트, 에틸피루베이트, 메틸메톡시프로피오네이트, 에틸에톡시 프로피오네이트, N,N-디메틸포름아마이드, N,N-디메틸아세트아마이드, N-메틸 2-피롤리돈, 3-에톡시에틸프로피오네이트, 2-헵탄온, 감마-부티로락톤, 2-히드록시프로피온에틸, 2-히드록시 2-메틸프로피온산에틸, 에톡시초산에틸, 히드록시초산에틸, 2-히드록시 3-메틸부탄산메틸, 3-메톡시 2-메틸프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시 2-메틸프로피온산에틸, 초산에틸, 초산부틸, 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 레지스트 안정제(quencher) 또는 반응억제제로 사용되는 염기성 화합물로는, 포토레지스트 조성물에 통상적으로 사용되는, 트리에틸아민, 트리옥틸아민, 트리이소부틸아민, 트리이소옥틸아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 이들 의 혼합물 등의 유기염기를 사용할 수 있다. 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. 또한, 필요에 따라, 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은, 상기 감광성 화합물의 역할을 방해하지 않는 한도 내에서, 산과 반응하여 현상액에 대한 용해도가 변화하는 통상의 포토레지스트용 감광성 고분자를 더욱 포함할 수 있다. 상기 감광성 고분자는, 산에 민감한 보호기를 가지는 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체일 수 있으며, 중량평균 분자량(Mw)은 3,000 내지 20,000인 것이 바람직하다.
본 발명의 포토레지스트 조성물을 이용하여, 포토레지스트 패턴을 형성하기 위해서는, 통상의 포토리쏘그래피 공정에 따라, (i) 먼저, 실리콘 웨이퍼, 알루미늄 기판 등의 피식각층 상부에, 스핀 코터 등를 이용하여, 상기 포토레지스트 조성물을 도포하여, 포토레지스트막을 형성하고, (ii) 상기 포토레지스트막을 소정 패 턴으로 노광한 다음, (iii) 노광된 포토레지스트막을 가열(bake) 및 현상한다. 상기 현상 공정에 사용되는 현상액으로는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 테트라메틸암모늄히드록사이드(TMAH) 등의 알칼리성 화합물을 0.1 내지 10 중량%의 농도로 용해시킨 알칼리 수용액을 사용할 수 있으며, 상기 현상액에는 메탄올, 에탄올 등과 같은 수용성 유기용매 및 계면활성제를 적정량 첨가할 수 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] 화학식 2a로 표시되는 감광성 화합물의 합성
메틸렌 결합 파라-크레졸 테트라머(methylene-linked para-cresol tetramer) (0.01몰, 4.68그램)와 벤질클로로메틸에테르(0.043몰, 4.52그램)를 250ml 둥근바닥 플라스크에 넣고, 톨루엔 150ml로 녹인 후, 질소 하에서 교반하면서, 6시간 동안 리플럭스 반응을 진행하였다. 반응 종결 후, 용매를 제거하고 얻은 고체를 테트라히드로푸란 250 ml로 재결정하여, 흰색분말의 화학식 2a로 표시되는 화합물을 얻었다(수율: 90%). 얻어진 화합물의 1H-NMR 데이터는 다음과 같다: s(7.2, 20H), s(6.8, 4H), s(6.5, 6H), s(6.0, 6H), s(4.6, 6H), s(2.4, 12H)
Figure 112007091228294-PAT00164
[실시예 1-2] 화학식 2b로 표시되는 감광성 화합물의 합성
1,1,1-트리스(4-히드록시페닐)에탄(1,1,1-Tris(4-hydroxyphenyl)ethane, 0.01몰, 3.06그램)과 글루타릭안하이드라이드(0.032몰, 3.65그램)를 250ml 둥근바닥 플라스크에 넣고, 톨루엔 150 ml로 녹인 후, 질소 하에서 교반하면서, 12시간 동안 리플럭스 반응을 진행하였다. 반응 종결 후, 용매를 제거하고, 추가 정제과정 없이 화학식 2b로 표시되는 화합물의 중간체를 흰색분말로 얻었다(수율: 70%, 1H-NMR s(7.09, 12H), t(2.23, 12H), s(2.0, 3H), m(1.8, 6H)).
얻어진 중간체(0.01몰, 6.5그램)를 500ml 2구 둥근바닥 플라스크에 넣은 후, 마그네틱바로 교반하면서 테트라히드로푸란 용매 250ml로 용해시키고, 건조 질소 하에서, 메톡시메틸클로라이드(0.032몰, 0.93그램)의 테트라히드로푸란 20중량% 용액을 첨가하고, 12시간 동안 상온에서 반응시켰다. 반응 종결 후, 용매를 감압증류기로 제거하여, 화학식 2b로 표시되는 화합물 6.63그램을 얻었다(수율: 85%). 얻어 진 화합물의 1H-NMR 데이터는 다음과 같다: s(7.1, 12H), s(6.1, 6H), s(3.2, 9H), t(2.21, 12H), s(2.1, 3H), m(1.7, 6H)
Figure 112007091228294-PAT00165
[실시예 1-3] 화학식 2c로 표시되는 감광성 화합물의 합성
3,4-디히드로-2H-피란(0.1몰, 8.4그램)과 브로모아세틱에시드(0.1몰, 13.8그램)를 250ml 둥근바닥 플라스크에 넣고 테트라히드로푸란 150ml로 녹인 후, 질소 하에서 교반하면서, 파라톨루엔설포닉에시드 0.6그램을 촉매로 첨가한 후, 12시간 동안 리플럭스 반응을 진행한 후, 진공 증류을 통하여, 화학식 2c 표시되는 화합물의 중간체를 액상으로 얻었다(수율: 65%, 1H-NMR: t(6.07,1H), s(4.26, 2H), t(3.6,2H), t(1.84, 2H), m(1.6, 4H))
4,4',4"-트리히드록시트리페닐메탄(0.01몰, 2.9그램)과 앞에서 합성한 중간체(0.032몰, 7.1그램)을 250ml 2구 둥근바닥 플라스크에 넣은 후, 마그네틱바로 교반하면서 테트라히드로푸란 용매 80ml로 용해시킨 후, 건조 질소 하에서 소듐하이 드라이드(NaH), 0.21그램을 첨가한 후 6시간 상온에서 반응시켰다. 반응 종결 후, 용매를 감압증류기로 제거하고, 얻어진 고체를 에틸아세테이트 용매 50ml로 재결정하여, 화학식 2c로 표시되는 화합물 3.9그램을 얻었다(수율: 55%). 얻어진 화합물의 1H-NMR 데이터는 다음과 같다: s(6.9, 6H), s(6.6, 6H), t(6.1, 3H), s(5.4, 1H), s(4.9, 6H), t(3.6, 6H), t(1.84, 6H), m(1.6, 12H)
Figure 112007091228294-PAT00166
[실시예 1-4] 화학식 2d로 표시되는 감광성 화합물의 합성
상기 화학식 2b의 합성 중간체인 1,1,1-트리스(4-히드록시페닐)에탄 (1,1,1-Tris(4-hydroxyphenyl)ethane)과 글루타릭안하이드라이드의 반응 생성물 (0.01몰, 6.5그램)을 120ml 건조 테트라히드로푸란 용매에 용해시킨 후, 싸이오닐 클로라이드(0.032몰, 3.8그램)을 30분 동안 적하시켰다. 반응 용액을 질소 하에서 12시간 동안 교반시킨 후, 감압증류하여 1,1,1-트리스(4-(4'-클로로카르보닐 부타노에이트-옥시)페닐)에탄 (1,1,1-tris(4-(4'-chlorocarbonylbutanoate-oxy) phenyl)ethane) 을 얻었으며, 별도의 정제과정을 거치지 않고, 곧바로 건조 테트라히드로푸란 용매 100mL에 녹인 후, 2-메틸-2-아다만탄올(0.032몰, 5.3그램) 및 트리에틸아민(0.032몰, 3.2그램)을 첨가한 후, 12시간 동안 리플럭스 반응을 진행하였다. 다음으로, 반응액을 감압증류하여 얻어진 고체를 에틸아세테이트 50mL로 재결정하여 화학식 2d로 표시되는 화합물 4.6그램을 얻었다(수율: 42%). 얻어진 화합물의 1H-NMR 데이터는 다음과 같다: s(7.1, 12H), s(2.5, 3H), t(2.2, 12H), m(2.0, 12H), m(1.5, 45H)
Figure 112007091228294-PAT00167
[실시예 1-5] 화학식 2e로 표시되는 감광성 화합물의 합성
2-메틸-2-아다만탄올(0.03몰, 5.0그램)과 트리에틸아민(0.032몰, 3.2그램)을 250ml 둥근바닥 플라스크에 넣고, 테트라히드로푸란 80ml로 녹인 후, 클로로아세틸 클로라이드(0.03몰, 0.78그램)을 20ml 테트라히드로푸란에 녹인 용액을 30분동안 적하하여 첨가하였다. 질소 하에서 교반하면서 12시간 반응을 진행시킨 후, 감압증류하여 얻어진 생성물을 에틸아세테이트 50ml에서 재결정하여 정제하여, 반응 중간체인 2-메틸-2-아다만틸-클로로아세테이트를 얻었다(수율: 50%, 1H-NMR: s(4.3,2H), m(2.5, 1H), m(2.0,2H), m(1.5, 10H), m(1.1, 4H)).
1,1,1-트리스(4-히드록시페닐)에탄(0.01몰, 3.1그램)과 앞에서 합성한 중간체(0.032몰, 7.7그램)을 250ml 2구 둥근바닥 플라스크에 넣은 후, 마그네틱바로 교반하면서 테트라히드로푸란 용매 80ml로 용해시킨 다음, 건조 질소 하에서 소듐하이드라이드(NaH) 0.21그램을 첨가한 후, 6시간 상온에서 반응시켰다. 반응 종결 후, 용매를 감압증류기로 제거하고, 얻어진 고체를 에틸아세테이트 용매 50ml로 재결정하여, 화학식 2e로 표시되는 화합물 3.2그램을 얻었다(수율: 35%). 얻어진 화합물의 1H-NMR 데이터는 다음과 같다: s(6.8, 12H), s(4.9, 6H), m(2.5, 3H), s(2.0, 3H), m(1.6, 48H)
Figure 112007091228294-PAT00168
[실시예 1-6] 화학식 2f로 표시되는 감광성 화합물의 합성
1,1,1-트리스(4-히드록시페닐)에탄(0.01몰, 3.1그램) 대신에 메틸렌 결합 파라-크레졸 테트라머(methylene-linked para-cresol tetramer) (0.01몰, 4.68그램)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1-5와 동일한 방법으로 반응을 수행하여, 화학식 2f로 표시되는 화합물 3.5그램을 얻었다(수율: 27%). 얻어진 화합물의 1H-NMR 데이터는 다음과 같다: s(6.7, 10H), s(4.9, 8H), m(2.5, 4H), s(2.4, 12H), m(1.6, 64H)
Figure 112007091228294-PAT00169
[실시예 1-7] 화학식 2g로 표시되는 감광성 화합물의 합성
1,1,1-트리스(4-히드록시페닐)에탄(0.01몰, 3.1그램) 대신에 메틸렌 결합 페놀-유도체 헥사머 (methylene-linked phenol-dericative hexamer) (0.01몰, 7.08그램)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1-5와 동일한 방법으로 반응을 수행하여, 화학식 2g로 표시되는 화합물 3.9그램을 얻었다(수율: 20%). 얻어진 화합물의 1H- NMR 데이터는 다음과 같다: s(6.6, 14H), s(5.3, 2H), s(4.9, 12H), m(2.5, 6H), s(2.4, 18H), m(1.6, 96H)
Figure 112007091228294-PAT00170
[실시예 1-8] 화학식 2h로 표시되는 감광성 화합물의 합성
1,1,1-트리스(4-히드록시페닐)에탄(0.01몰, 3.1그램) 대신에 메틸렌 결합 파라-크레졸 트라이머 (methylene-linked para-cresol trimer) (0.01몰, 3.45그램)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1-5와 동일한 방법으로 반응을 수행하여, 화학식 2h로 표시되는 화합물 5.4그램을 얻었다(수율: 55.9%). 얻어진 화합물의 1H-NMR 데이터는 다음과 같다: s(6.7, 8H), s(4.9, 6H), s(3.8, 4H), m(2.48, 3H), s(2.35, 3H), m(1.6, 48H)
Figure 112007091228294-PAT00171
[실시예 2-1 내지 2-8] 포토레지스트 조성물 제조 및 노광 패턴 형성
하기 표 1에 기재된 성분 및 함량의 감광성 화합물 100 중량부에 대해, 유기 용매로서 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트 400 중량부, 광산발생제로서 트리페닐설포늄 노나플레이트 4.5 중량부, 및 반응 억제제(quencher)로서 트리옥틸아민 2 중량부를 혼합하고, 상온에서 4시간 교반하고, 필터로 여과하여, 포토레지스트 조성물을 제조하였다.
감광성 화합물
실시예 2-1 화학식 2a로 표시되는 화합물, 25g
실시예 2-2 화학식 2b로 표시되는 화합물, 25g
실시예 2-3 화학식 2c로 표시되는 화합물, 25g
실시예 2-4 화학식 2d로 표시되는 화합물, 25g
실시예 2-5 화학식 2e로 표시되는 화합물, 25g
실시예 2-6 화학식 2f로 표시되는 화합물, 25g
실시예 2-7 화학식 2g로 표시되는 화합물, 25g
실시예 2-8 화학식 2h로 표시되는 화합물, 25g
제조된 포토레지스트 조성물을, 실리콘 웨이퍼의 피식각층 상부에 1000Å의 두께로 스핀 코팅하여, 포토레지스트 박막을 형성한 다음, 130℃의 오븐 또는 열판에서 90초간 소프트 베이크 하고, EUVL(extreme ultraviolet lithography) 노광장비로 노광한 후, 130℃에서 90초간 다시 베이크 하였다. 이렇게 베이크한 웨이퍼를 2.38wt% 테트라메틸암모늄히드록사이드(TMAH) 수용액에 40초간 침지하여 현상함으로써, 32nm 해상도의 L/S(line/space) 패턴을 형성하였다. 형성된 포토레지스트 패턴의 성능을 평가하여, 하기 표 2에 나타내었으며, 실시예 1에 따른 포토레지스트 패턴의 전자현미경 사진을 도 1에 나타내었다.
해상력 LER 코팅 균일성 노볼락 레진 대비 식각 내성 Scum 제어 프로파일 형태
실시예 2-1 < 32nm 1.1nm 2.1% 100 % Free Rectangular
실시예 2-2 < 32nm 1.7nm 2.5% 95 % Free Rectangular
실시예 2-3 < 32nm 1.6nm 1.9% 97 % Free Rectangular
실시예 2-4 < 32nm 1.9nm 2.9% 95 % Free Rectangular
실시예 2-5 < 32nm 1.5nm 2.0% 98 % Free Rectangular
실시예 2-6 < 32nm 1.8nm 3.0% 100 % Free Rectangular
실시예 2-7 < 32nm 1.7nm 2.4% 100 % Free Rectangular
실시예 2-8 < 32nm 1.5nm 2.9% 98 % Free Rectangular
상기 표 2에서, 코팅 균일성은 나노스펙 측정장비로 측정한 값이고, 식각 내성은 건식 식각 후 레지스트 두께 변화를 나노스펙 측정장비를 이용하여 측정한 것이며, 스컴(scum) 및 프로파일의 형태는 육안으로 관찰한 결과이다. 상기 표 2로부터, 본 발명에 따른 감광성 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물을 사용할 경우, 최소화된 크기의 단일 순물질로 패턴을 형성하므로, 리쏘그라피 공정의 최소 해상력을 32nm 이하까지 향상시킬 수 있으며, 패턴 가장자리 거칠기(LER)를 3 nm 이하로 제어할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은, 코팅 공정으로 얻어지는 코팅막 두께의 불균일성이 3% 이내로 최소화되어, 코팅 균일성이 우수하고, 건식 식각 저항성도 노볼락 레진 수준으로 우수할 뿐 만 아니라, 현상 잔류물(scum)의 발생이 적은 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 조성물을 이용하여 형성한 포토레지스트 패턴의 전자현미경 사진.

Claims (8)

  1. 하기 화학식 1a 및 화학식 1b로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 구조를 가지는 감광성 화합물.
    [화학식 1a]
    Figure 112007091228294-PAT00172
    상기 화학식 1a에서, n은 0 또는 1 이고, x는 1, 2, 3, 4 또는 5 이고, y는 2, 3, 4, 5 또는 6 이며, z는 0, 1, 2, 3 또는 4이고, R, R' 및 R"은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 30, 바람직하게는 탄소수 2 내지 20의 탄화수소기이고, R"'은 수소 원자, 또는 탄소수 1 내지 30, 바람직하게는 탄소수 2 내지 20의 탄화수소기이다.
    [화학식 1b]
    Figure 112007091228294-PAT00173
    상기 화학식 1b에서, n, x, z, R, R', R" 및 R"'는 화학식 1a에서 정의한 바와 같고, x'은 1, 2, 3 또는 4이고, z'은 0, 1, 2 또는 3이며, p 및 m은 각각 독립 적으로 1 또는 2이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 R, R', R" 및 R"'은 사슬형 및/또는 고리형 알리파틱 및/또는 아로마틱 탄화수소기인 것인 감광성 화합물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 R 및 R'의 양말단에는 카보닐기(C=O) 또는 카르복실기(-COO-)가 위치하는 것인 감광성 화합물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 R" 은 산소(O)를 포함하는 에테르 또는 에스테르 화합물 구조를 가지는 것인 감광성 화합물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 감광성 화합물은 하기 화학식 2a 내지 2h로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 화합물인 것인 감광성 화합물.
    [화학식 2a]
    Figure 112007091228294-PAT00174
    [화학식 2b]
    Figure 112007091228294-PAT00175
    [화학식 2c]
    Figure 112007091228294-PAT00176
    [화학식 2d]
    Figure 112007091228294-PAT00177
    [화학식 2e]
    Figure 112007091228294-PAT00178
    [화학식 2f]
    Figure 112007091228294-PAT00179
    [화학식 2g]
    Figure 112007091228294-PAT00180
    [화학식 2h]
    Figure 112007091228294-PAT00181
  6. 하기 화학식 1a 및 화학식 1b로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 구조를 가지는 감광성 화합물 1 내지 85 중량%,
    [화학식 1a]
    Figure 112007091228294-PAT00182
    상기 화학식 1a에서, n은 0 또는 1 이고, x는 1, 2, 3, 4 또는 5 이고, y는 2, 3, 4, 5 또는 6 이며, z는 0, 1, 2, 3 또는 4 이고, R, R' 및 R"은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 30, 바람직하게는 탄소수 2 내지 20의 탄화수소기이고, R"'은 수소 원자, 또는 탄소수 1 내지 30, 바람직하게는 탄소수 2 내지 20의 탄화수소기이다,
    [화학식 1b]
    Figure 112007091228294-PAT00183
    상기 화학식 1b에서, n, x, z, R, R', R" 및 R"'는 화학식 1a에서 정의한 바와 같고, x'은 1, 2, 3 또는 4이고, z'은 0, 1, 2 또는 3이며, p 및 m은 각각 독립적으로 1 또는 2이다;
    상기 감광성 화합물 100 중량부에 대해, 광산발생제 0.05 내지 15 중량부; 및
    나머지 유기용매를 포함하는 포토레지스트 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 트리에틸아민, 트리옥틸아민, 트리이소부틸아민, 트리이소옥틸아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 염기성 화합물을, 상기 감광성 화합물 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 10 중량부를 더욱 포함하는 포토레지스트 조성물.
  8. a) 하기 화학식 1a 및 화학식 1b로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 구조를 가지는 감광성 화합물 1 내지 85 중량%; 상기 감광성 화합물 100 중량부에 대해 광산발생제 0.05 내지 15 중량부; 및 나머지 유기용매를 포함하는 포토레 지스트 조성물을 피식각층 상부에 도포하여 포토레지스트막을 형성하는 단계,
    [화학식 1a]
    Figure 112007091228294-PAT00184
    상기 화학식 1a에서, n은 0 또는 1 이고, x는 1, 2, 3, 4 또는 5 이고, y는 2, 3, 4, 5 또는 6 이며, z는 0, 1, 2, 3 또는 4이고, R, R' 및 R"은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 30, 바람직하게는 탄소수 2 내지 20의 탄화수소기이고, R"'은 수소 원자, 또는 탄소수 1 내지 30, 바람직하게는 탄소수 2 내지 20의 탄화수소기이다,
    [화학식 1b]
    Figure 112007091228294-PAT00185
    상기 화학식 1b에서, n, x, z, R, R', R" 및 R"'는 화학식 1a에서 정의한 바와 같고, x'은 1, 2, 3 또는 4이고, z'은 0, 1, 2 또는 3이며, p 및 m은 각각 독립적으로 1 또는 2이다;
    b) 상기 포토레지스트막을 소정 패턴으로 노광하는 단계;
    c) 상기 노광된 포토레지스트막을 가열하는 단계; 및
    d) 상기 가열된 포토레지스트막을 현상하여 원하는 패턴을 얻는 단계를 포함 하는 포토레지스트 패턴의 형성방법.
KR1020070133793A 2007-12-18 2007-12-18 감광성 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물 Withdrawn KR20090066161A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070133793A KR20090066161A (ko) 2007-12-18 2007-12-18 감광성 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물
US12/337,058 US8043789B2 (en) 2007-12-18 2008-12-17 Photosensitive compound and photoresist composition including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070133793A KR20090066161A (ko) 2007-12-18 2007-12-18 감광성 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090066161A true KR20090066161A (ko) 2009-06-23

Family

ID=40753725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070133793A Withdrawn KR20090066161A (ko) 2007-12-18 2007-12-18 감광성 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8043789B2 (ko)
KR (1) KR20090066161A (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009154291A1 (ja) 2008-06-20 2009-12-23 本州化学工業株式会社 新規なテトラキス（エーテル置換－ホルミルフェニル）類及びそれから誘導される新規な多核ポリ（フェノール）類
MX341194B (es) 2010-05-20 2016-08-11 Basf Se Derivados de tris (2-hidroxifenil) metanos, su preparacion y uso.
US8618321B2 (en) 2010-05-20 2013-12-31 Basf Se Derivatives of tris(2-hydroxyphenyl)methane, their preparation and use
WO2013057044A1 (de) 2011-10-18 2013-04-25 Wintershall Holding GmbH Verwendung von tris(2-hydroxyphenyl)-methan-derivaten für die tertiäre erdölförderung
US9428432B2 (en) 2011-11-24 2016-08-30 BASF Wintershall Holding GmbH Derivatives of tris(2-hydroxyphenyl)methanes, preparation thereof and use thereof for mineral oil production
BR112014012455A2 (pt) 2011-11-24 2017-06-06 Wintershall Holding GmbH composto, processo para preparar um composto, e, uso de um composto
KR101615980B1 (ko) * 2015-07-22 2016-04-29 영창케미칼 주식회사 반도체 패턴 형성을 위한 KrF 레이저용 네가티브형 포토레지스트 조성물
WO2024237322A1 (ja) * 2023-05-18 2024-11-21 保土谷化学工業株式会社 芳香族化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69712253T2 (de) * 1996-03-11 2002-12-19 Fuji Photo Film Co., Ltd. Positiv-arbeitende fotoempfindliche Zusammensetzung
JP4969829B2 (ja) * 2005-10-26 2012-07-04 東京応化工業株式会社 化合物およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US8043789B2 (en) 2011-10-25
US20090155714A1 (en) 2009-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101357607B1 (ko) 아세탈기를 가지는 산 증폭제 및 이를 포함하는포토레지스트 조성물
JP4361527B2 (ja) 化学増幅型シリコーン系ポジ型ホトレジスト組成物、それを用いた二層レジスト材料及びそれらに用いられるラダー型シリコーン共重合体
KR20090066161A (ko) 감광성 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물
US8216763B2 (en) Photosensitive resin composition and method of forming pattern
US11822242B2 (en) DNQ-type photoresist composition including alkali-soluble acrylic resins
JP2010285403A (ja) 架橋剤及び該架橋剤を含有するレジスト下層膜形成組成物
WO2019224248A1 (en) Novolak/dnq based, chemically amplified photoresist
KR20090049862A (ko) 감광성 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물
JPWO2008136372A1 (ja) フォトレジスト基材、及びそれを含んでなるフォトレジスト組成物
KR20080107871A (ko) 감광성 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물
KR20090028079A (ko) 감광성 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물
KR101416038B1 (ko) 산-확산 조절용 염 및 그를 포함하는 포토레지스트 조성물
JP5547059B2 (ja) フォトレジスト組成物
WO1998037458A1 (fr) Composition d&#39;un agent de reserve
JP2008203612A (ja) ネガ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法
US8124311B2 (en) Photosensitive molecular compound and photoresist composition including the same
JP2011257635A (ja) 絶縁膜形成用感光性組成物
KR20090108255A (ko) 용해억제제 및 이를 포함하는 화학 증폭형 포토레지스트조성물
KR101287575B1 (ko) 용해 억제제 및 이를 포함하는 화학 증폭형 포토레지스트조성물
KR20150145713A (ko) 화학 증폭형 후막 포토레지스트용 용해 억제제, 이를 포함한 포토레지스트 조성물, 및 이를 사용한 소자의 패터닝 방법
KR20090055824A (ko) 감광성 분자 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물
TW202330663A (zh) 正型超厚光阻組合物
KR20110080638A (ko) 감광성 분자 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물
KR20090074986A (ko) 디페닐히드라진기를 가지는 염기성 화합물 및 그를포함하는 포토레지스트 조성물
KR20070025143A (ko) 용해 억제제 및 이를 포함하는 화학 증폭형 포토레지스트조성물

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20071218

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid