KR102393686B1 - Polymer and hardmask composition and method of forming patterns - Google Patents
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Abstract
하기 화학식 1로 표현되는 제1 구조단위를 포함하는 중합체를 포함하는 중합체, 상기 중합체를 포함하는 하드마스크 조성물, 및 상기 하드마스크 조성물을 사용하는 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, A 및 B의 정의는 명세서에 기재한 바와 같다.The present invention relates to a polymer including a polymer including a first structural unit represented by the following Chemical Formula 1, a hardmask composition including the polymer, and a pattern forming method using the hardmask composition.
[Formula 1]
In Formula 1, the definitions of A and B are as described in the specification.
Description
중합체, 상기 중합체를 포함하는 하드마스크 조성물, 그리고 상기 하드마스크 조성물을 사용하는 패턴 형성 방법에 관한 것이다.It relates to a polymer, a hardmask composition comprising the polymer, 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 hundreds of nanometers to an ultra-fine technology having a pattern of several to tens of nanometers. An effective lithographic technique is 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.Recently, as the size of a pattern to be formed is reduced, 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 중합체를 제공한다.One embodiment provides a polymer that can be effectively applied to a hardmask layer.
다른 구현예는 상기 중합체를 포함하는 하드마스크 조성물을 제공한다.Another embodiment provides a hardmask composition comprising the polymer.
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 구조단위를 포함하는 중합체를 제공한다.According to one embodiment, there is provided a polymer including a structural unit represented by the following formula (1).
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, A는 하기 화학식 2로 표현되는 모이어티이고, B는 적어도 하나의 4차 탄소를 포함하는 2가의 유기기이다.In Formula 1, A is a moiety represented by Formula 2 below, and B is a divalent organic group including at least one quaternary carbon.
[화학식 2][Formula 2]
상기 화학식 2에서, X는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3 알케닐렌기, NRd, O, S 또는 이들의 조합이고,In Formula 2, X is a substituted or unsubstituted C1 to C3 alkylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C3 alkenylene group, NR d , O, S or a combination thereof,
Ra는 수소, 할로겐, 카복실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 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 is hydrogen, halogen, a carboxyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 oxoalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxycarbonyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a 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 unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, substituted Or an unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof,
Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 아민기, 시아노기, 카복실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 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 b and R c are each independently hydrogen, halogen, amine group, cyano group, carboxyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 oxoalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxycarbonyl group, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylamine group, substituted or unsubstituted C1 to C10 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, A substituted or unsubstituted C3 to 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; ,
Rd는 수소, 할로겐, 카복실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 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 d is 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 C10 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 unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, substituted Or an unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof,
l 은 0 내지 2인 정수이며,l is an integer from 0 to 2,
*는 화학식 1의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.* is the point of connection with other moieties in the polymer of formula (1).
상기 화학식 2로 표현되는 모이어티는 하기 화학식 2-1 내지 2-6에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.The moiety represented by Chemical Formula 2 may be any one selected from the following Chemical Formulas 2-1 to 2-6.
[화학식 2-1] [화학식 2-2] [화학식 2-3][Formula 2-1] [Formula 2-2] [Formula 2-3]
[화학식 2-4] [화학식 2-5] [화학식 2-6][Formula 2-4] [Formula 2-5] [Formula 2-6]
상기 화학식 2-1 내지 2-6에서,In Formulas 2-1 to 2-6,
Ra는 수소, 할로겐, 카복실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 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 is hydrogen, halogen, a carboxyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 oxoalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxycarbonyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a 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 unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, substituted Or an unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof,
Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 아민기, 시아노기, 카복실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 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 b and R c are each independently hydrogen, halogen, amine group, cyano group, carboxyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 oxoalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxycarbonyl group, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylamine group, substituted or unsubstituted C1 to C10 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, A substituted or unsubstituted C3 to 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; ,
Rd는 수소, 할로겐, 카복실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 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 d is 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 C10 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 unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, substituted Or an unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 히드록시기, 아민기, 시아노기, 카복실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 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 1 and R 2 are each independently hydrogen, halogen, hydroxyl group, amine group, cyano group, carboxyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 oxoalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxycarbonyl group, substituted or unsubstituted A substituted C1 to C20 alkylamine group, a 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 alkyl group Nyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, substituted or unsubstituted A cyclic C3 to C30 heterocyclic group or a combination thereof,
l 은 0 내지 2인 정수이다.l is an integer from 0 to 2.
l은 1 또는 2일 수 있다.l may be 1 or 2.
Ra는 수소, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 옥소에틸기, 옥소프로필기, 옥소부틸기, 메톡시메틸기, 메톡시에틸기, 메톡시프로필기, 에톡시메틸기, 에톡시에틸기, 에톡시프로필기, 프로폭시메틸기, 프로폭시에틸기, 프로폭시프로필기 또는 이들의 조합일 수 있다.R a is hydrogen, methyl group, ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, iso-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, oxoethyl group, oxopropyl group, oxobutyl group, It may be a methoxymethyl group, a methoxyethyl group, a methoxypropyl group, an ethoxymethyl group, an ethoxyethyl group, an ethoxypropyl group, a propoxymethyl group, a propoxyethyl group, a propoxypropyl group, or a combination thereof.
Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 수소, F, Br, Cl, I, 시아노기, 치환 또는 비치환된 메틸기, 치환 또는 비치환된 에틸기, 치환 또는 비치환된 n-프로필기, 치환 또는 비치환된 iso-프로필기, 치환 또는 비치환된 n-부틸기, 치환 또는 비치환된 iso-부틸기, 치환 또는 비치환된 sec-부틸기, 치환 또는 비치환된 tert-부틸기, 치환 또는 비치환된 옥소에틸기, 치환 또는 비치환된 옥소프로필기, 치환 또는 비치환된 옥소부틸기 또는 이들의 조합일 수 있다.R b and R c are each independently hydrogen, F, Br, Cl, I, a cyano group, a substituted or unsubstituted methyl group, a substituted or unsubstituted ethyl group, a substituted or unsubstituted n-propyl group, a substituted or unsubstituted iso-propyl group, substituted or unsubstituted n-butyl group, substituted or unsubstituted iso-butyl group, substituted or unsubstituted sec-butyl group, substituted or unsubstituted tert-butyl group, substituted or unsubstituted It may be an oxoethyl group, a substituted or unsubstituted oxopropyl group, a substituted or unsubstituted oxobutyl group, or a combination thereof.
상기 화학식 2로 표현되는 모이어티는 하기 그룹 1에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.The moiety represented by Chemical Formula 2 may be any one selected from the following group 1.
[그룹 1][Group 1]
B는 적어도 하나의 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 고리를 포함할 수 있다.B may include at least one substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring.
B는 하기 화학식 3 또는 화학식 4로 표현될 수 있다.B may be represented by the following Chemical Formula 3 or Chemical Formula 4.
[화학식 3] [화학식 4][Formula 3] [Formula 4]
상기 화학식 3 및 화학식 4에서,In Formulas 3 and 4,
Ar1 내지 Ar4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,Ar 1 to Ar 4 are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,
Ar1과 Ar2는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 결합하여 고리를 형성하고,Ar 1 and Ar 2 each independently exist or combine with each other to form a ring,
Ar3과 Ar4는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 결합하여 고리를 형성하고,Ar 3 and Ar 4 are each independently present or combine with each other to form a ring,
L은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 헤테로알킬렌기 또는 이들의 조합이고,L is a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C6 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 heteroalkylene group, or a combination thereof,
*는 화학식 1의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.* is the point of connection with other moieties in the polymer of formula (1).
B는 하기 그룹 2에서 선택될 수 있다.B may be selected from the following group 2.
[그룹 2][Group 2]
상기 그룹 2에서, L은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 헤테로알킬렌기 또는 이들의 조합이고,In Group 2, L is a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C6 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 heteroalkylene group, or a combination thereof,
R3 내지 R6은 각각 독립적으로 히드록시기, 티올기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,R 3 to R 6 are each independently a hydroxyl group, a thiol group, a cyano group, a substituted or unsubstituted amino group, a halogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or Unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylamine group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted C1 to C20 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof;
a 내지 d는 각각 독립적으로 0 내지 4인 정수이고,a to d are each independently an integer of 0 to 4,
m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이고,m and n are each independently an integer of 1 to 3,
*는 화학식 1의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.* is the point of connection with other moieties in the polymer of formula (1).
상기 중합체는 제1 구조단위와 다른 제2 구조단위를 더 포함할 수 있다.The polymer may further include a second structural unit different from the first structural unit.
상기 제2 구조단위는 하기 화학식 5로 표현될 수 있다.The second structural unit may be represented by the following Chemical Formula 5.
[화학식 5][Formula 5]
상기 화학식 5에서, C는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 비방향족고리기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족고리기, 치환 또는 비치환된 헤테로고리기, 이들의 융합고리 또는 이들의 조합이고,In Formula 5, C is a substituted or unsubstituted C3 to C30 non-aromatic ring group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a fused ring thereof, or a combination thereof; ,
D는 적어도 하나의 4차 탄소를 포함하는 2가의 유기기이고 상기 B와 같거나 다르다.D is a divalent organic group containing at least one quaternary carbon and is the same as or different from B above.
C는 적어도 하나의 다환고리를 포함할 수 있다.C may include at least one polycyclic ring.
C는 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸렌기, 치환 또는 비치환된 아세나프틸레닐렌기, 치환 또는 비치환된 아세나프테닐렌기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐렌기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기, 치환 또는 비치환된 테트라세닐렌기, 치환 또는 비치환된 트라이페닐레닐렌기, 치환 또는 비치환된 크리세닐렌기, 치환 또는 비치환된 파이레닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 벤조페난트레닐렌기, 치환 또는 비치환된 벤조플루오란테닐렌기, 치환 또는 비치환된 펜타세닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이나프틸렌기, 치환 또는 비치환된 벤조파이레닐렌기, 치환 또는 비치환된 퍼릴레닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오란테닐렌기, 치환 또는 비치환된 벤조퍼릴레닐렌기, 치환 또는 비치환된 코로네닐렌기, 치환 또는 비치환된 다이벤조플루오란테닐렌기 또는 하기 화학식 6으로 표현되는 기일 수 있다.C is a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted naphthylene group, a substituted or unsubstituted acenaphthylenylene group, a substituted or unsubstituted acenaphthenylene group, a substituted or unsubstituted anthracenylene group, substituted or an unsubstituted phenanthrenylene group, a substituted or unsubstituted tetracenylene group, a substituted or unsubstituted triphenylenylene group, a substituted or unsubstituted chrysenylene group, a substituted or unsubstituted pyrenylene group, a substituted or unsubstituted a biphenylene group, a substituted or unsubstituted benzophenanthrenylene group, a substituted or unsubstituted benzofluoranthenylene group, a substituted or unsubstituted pentacenylene group, a substituted or unsubstituted binaphthylene group, a substituted or unsubstituted benzopyrenylene group, substituted or unsubstituted perylenylene group, substituted or unsubstituted fluoranthenylene group, substituted or unsubstituted benzoperylenylene group, substituted or unsubstituted coronenylene group, substituted or unsubstituted It may be a cyclic dibenzofluoranthenylene group or a group represented by Formula 6 below.
[화학식 6][Formula 6]
상기 화학식 6에서, Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족고리기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,In Formula 6, Y 1 and Y 2 are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 heterocycle group or a combination thereof,
Ar5 및 Ar6는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,Ar 5 and Ar 6 are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,
*는 화학식 3의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.* is the point of connection with other moieties in the polymer of formula (3).
C는 히드록시기 및 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.C may include at least one of a hydroxyl group and a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group.
D는 적어도 하나의 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 고리를 포함할 수 있다.D may include at least one substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring.
D는 하기 화학식 7 또는 화학식 8로 표현될 수 있다.D may be represented by the following Chemical Formula 7 or Chemical Formula 8.
[화학식 7] [화학식 8][Formula 7] [Formula 8]
상기 화학식 7 및 화학식 8에서, Ar1 내지 Ar4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,In Formulas 7 and 8, Ar 1 to Ar 4 are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,
Ar1과 Ar2는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 결합하여 고리를 형성하고,Ar 1 and Ar 2 each independently exist or combine with each other to form a ring,
Ar3과 Ar4는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 결합하여 고리를 형성하고,Ar 3 and Ar 4 are each independently present or combine with each other to form a ring,
L은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 헤테로알킬렌기 또는 이들의 조합이고,L is a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C6 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 heteroalkylene group, or a combination thereof,
*는 화학식 1의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.* is the point of connection with other moieties in the polymer of formula (1).
D는 하기 그룹 3에서 선택될 수 있다.D may be selected from group 3 below.
[그룹 3][Group 3]
상기 그룹 3에서, L은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 헤테로알킬렌기 또는 이들의 조합이고,In group 3, L is a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C6 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 heteroalkylene group, or a combination thereof,
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 히드록시기, 티올기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,R 1 to R 4 are each independently a hydroxyl group, a thiol group, a cyano group, a substituted or unsubstituted amino group, a halogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or Unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylamine group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted C1 to C20 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof;
a 내지 d는 각각 독립적으로 0 내지 4인 정수이고,a to d are each independently an integer of 0 to 4,
m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이고,m and n are each independently an integer of 1 to 3,
*는 화학식 1의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.* is the point of connection with other moieties in the polymer of formula (1).
다른 구현예에 따르면, 상기 중합체, 및 용매를 포함하는 하드마스크 조성물을 제공한다.According to another embodiment, there is provided a hardmask composition comprising the polymer and a solvent.
또 다른 구현예에 따르면, 재료 층 위에 상기 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, applying the hardmask composition on a material layer and heat-treating to form a hardmask layer, forming a photoresist layer on the hardmask layer, exposing and developing the photoresist layer to photoresist Forming a pattern comprising forming a resist 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 provide a way
하드마스크 층의 우수한 갭-필 특성, 평탄화 특성 및 내식각성을 확보할 수 있다.It is possible to secure excellent gap-fill properties, planarization properties, and etch resistance of the hardmask layer.
도 1은 평탄화 특성의 평가 방법을 설명하기 위해 하드마스크 층의 단차를 예시적으로 보여주는 참고도이다.1 is a reference diagram exemplarily showing a step difference of a hardmask layer in order to explain a method for evaluating planarization characteristics.
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 of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in many 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 C15의 사이클로알케닐기, C6 내지 C15 사이클로알키닐기, C2 내지 C30 헤테로고리기 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것을 의미한다.Hereinafter, unless otherwise defined herein, 'substituted' means that a hydrogen atom in a 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, an amidino group group, hydrazino group, hydrazono group, carbonyl group, carbayl group, thiol group, ester group, carboxyl group or its salt, sulfonic acid group or its salt, phosphoric acid or its salt, 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 C15 cycloalkynyl group, C2 to C30 heterocyclic group, and combinations thereof mean substituted with a substituent.
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. 예를들어, 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), a hydroxyl group, a nitro group, a cyano group, an amino group, an azido group, an amidino group, a hydrazino group, a hydrazono group, a carbonyl group, a carbamyl group, a thiol group , ester group, carboxyl group or its salt, sulfonic acid group or its salt, phosphoric acid or its salt, 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 of 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 They can also be fused to form rings. 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 herein, 'hetero' means containing 1 to 3 heteroatoms selected from N, O, S, Se and P.
또한, 본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, '헤테로알킬기'는 에터 모이어티를 포함하는 알킬기를 포함하는 개념이며, 예를 들어, 알콕시기로 치환된 알킬기를 포함할 수 있고, 구체적으로, 메톡시메톡시기, 메톡시에톡시기, 메톡시프로폭시기, 메톡시부톡시기, 에톡시메톡시기, 에톡시에톡시기, 에톡시프로폭시기, 에톡시부톡시기, 프로폭시메톡시기, 프로폭시에톡시기, 프로폭시프로폭시기, 프로폭시부톡시기, 부톡시메톡시기, 부톡시에톡시기, 부톡시프로폭시기 또는 부톡시부톡시기를 포함할 수 있다.In addition, unless otherwise defined herein, 'heteroalkyl group' is a concept including an alkyl group including an ether moiety, for example, may include an alkyl group substituted with an alkoxy group, specifically, methoxy Methoxy group, methoxyethoxy group, methoxypropoxy group, methoxybutoxy group, ethoxymethoxy group, ethoxyethoxy group, ethoxypropoxy group, ethoxybutoxy group, propoxymethoxy group, propoxy group It may include a oxy group, a propoxy propoxy group, a propoxy butoxy group, a butoxy methoxy group, a butoxy ethoxy group, a butoxy propoxy group or a butoxy butoxy group.
또한, 본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, '헤테로알킬렌기'는 에터 모이어티를 포함하는 알킬렌기를 포함하는 개념이며, 예를 들어, 다이메틸에터, 메틸에틸에터, 메틸프로필에터, 메틸부틸에터, 다이에틸에터, 에틸프로필에터, 에틸부틸에터, 다이프로필에터, 프로필부틸에터 또는 다이부틸에터 모이어티를 포함하는 알킬렌기를 포함할 수 있다.In addition, unless otherwise defined herein, 'heteroalkylene group' is a concept including an alkylene group including an ether moiety, for example, dimethyl ether, methyl ethyl ether, methyl propyl ether , methylbutylether, diethylether, ethylpropylether, ethylbutylether, dipropylether, propylbutylether or an alkylene group containing a dibutylether moiety.
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 융합고리 또한 포함한다. 아릴기는 모노사이클릭, 폴리사이클릭 또는 융합된 폴리사이클릭(즉, 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 고리) 작용기를 포함한다.As used herein, the term “aryl group” refers to a group having one or more hydrocarbon aromatic moieties, and broadly refers to a form in which hydrocarbon aromatic moieties are connected by a single bond and a non-aromatic hydrocarbon aromatic moiety directly or indirectly fused to Also included are fusion rings. Aryl groups include monocyclic, polycyclic, or fused polycyclic (ie, rings bearing 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, in addition to carbon (C) in a ring 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, the entire heterocyclic group or each ring may include one or more heteroatoms.
보다 구체적으로, 치환 또는 비치환된 아릴기 및/또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기는, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 페난트릴기, 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, 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 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸릴기, 피리도인돌일기, 벤조피리도옥사진일기, 벤조피리도티아진일기, 9,9-디메틸9,10디히드로아크리딘일기, 이들의 조합 또는 이들의 조합이 융합된 형태일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 본 발명의 일예에서, 헤테로고리기 또는 헤테로아릴기는 피리딜기, 카바졸릴기 또는 피리도인돌일기일 수 있다.More specifically, a substituted or unsubstituted aryl group and/or a substituted or unsubstituted heterocyclic group includes a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted naphthyl group, a substituted or unsubstituted anthracenyl group, a substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted phenanthryl group, a substituted or unsubstituted naphthacenyl group, a substituted or unsubstituted pyrenyl group, a substituted or unsubstituted biphenyl group, a substituted or unsubstituted terphenyl group, a substituted or unsubstituted quaterphenyl group, a substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted triphenylenyl group, a substituted or unsubstituted triphenylenyl group, a substituted or unsubstituted perylenyl group, a substituted or unsubstituted indenyl group, a substituted or unsubstituted furanyl group, a substituted or unsubstituted thiophenyl group, a substituted Or an unsubstituted pyrrolyl group, a substituted or unsubstituted pyrazolyl group, a substituted or unsubstituted imidazolyl group, a substituted or unsubstituted triazolyl group, a substituted or unsubstituted oxazolyl group, a substituted or unsubstituted thiazole Diyl, substituted or unsubstituted oxadiazolyl group, substituted or unsubstituted thiadiazolyl group, substituted or unsubstituted pyridinyl group, substituted or unsubstituted pyrimidinyl group, substituted or unsubstituted pyrazinyl group, substituted Or an unsubstituted triazinyl group, a substituted or unsubstituted benzofuranyl group, a substituted or unsubstituted benzothiophenyl group, a substituted or unsubstituted benzimidazolyl group, a substituted or unsubstituted indolyl group, a substituted or unsubstituted qui Nolinyl group, substituted or unsubstituted isoquinolinyl group, substituted or unsubstituted quinazolinyl group, substituted or unsubstituted quinoxalinyl group, substituted or unsubstituted naphthyridinyl group, substituted or unsubstituted benzoxazinyl group, A substituted or unsubstituted benzthiazinyl group, a substituted or unsubstituted acridinyl group, a substituted or unsubstituted phenazinyl group, a substituted or unsubstituted phenothiazinyl group, a substituted or unsubstituted phenoxazinyl group, a substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group, a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group, a substituted or unsubstituted carbazolyl group, a pyridoindolyl group, a benzopyridooxazinyl group, benzopyridothia Jinyl group, 9,9-dimethyl 9,10 dihydroacridinyl group, a combination thereof, or a combination thereof may be in a fused form, but is not limited In one embodiment of the present invention, the heterocyclic group or the heteroaryl group may be a pyridyl group, a carbazolyl group or a pyridoindolyl group.
본 명세서에서 "방향족 모이어티"는 비축합 방향족 모이어티, 축합 방향족 모이어티, 방향족 모이어티들이 단일 결합으로 연결된 모이어티, 벤젠 고리 위의 서로 평행하지 않은 두 개의 변에 축합된 각각의 고리가 융합된 모이어티, 벤젠 고리 위의 서로 평행하지 않은 두 개의 변에 축합된 각각의 고리가 단일결합 또는 이중결합으로 연결된 모이어티 또는 이들의 조합을 포함하는 것이다.As used herein, "aromatic moiety" refers to a non-condensed aromatic moiety, a condensed aromatic moiety, a moiety in which aromatic moieties are connected by a single bond, and each ring condensed to two non-parallel sides on a benzene ring is fused a moiety, in which each ring condensed on two non-parallel sides on a benzene ring is connected by a single bond or a double bond, or a combination thereof.
또한, 본 명세서에서, 중합체는 올리고머(oligomer)와 중합체(polymer)를 포함한 것을 의미한다. In addition, in this specification, the polymer means including an oligomer and a polymer.
이하 일 구현예에 따른 중합체를 설명한다.Hereinafter, a polymer according to an embodiment will be described.
일 구현예에 따른 중합체는 고리형 에스터기를 포함하는 헤테로고리와 4차 탄소를 포함한다. 여기에서, 4차 탄소란 4개의 결합이 모두 탄소로 이루어진 중심 탄소인 것으로 정의한다.The polymer according to one embodiment includes a heterocycle including a cyclic ester group and a quaternary carbon. Here, the quaternary carbon is defined as a central carbon in which all four bonds are carbon.
일 예로, 상기 중합체는 고리형 에스터기를 포함하는 헤테로고리에 축합된 방향족고리를 포함할 수 있고, 구체적으로 후술하는 화학식 2로 표현되는 모이어티를 포함할 수 있다.For example, the polymer may include an aromatic ring condensed on a heterocycle including a cyclic ester group, and may include a moiety represented by Chemical Formula 2 to be specifically described later.
중합체가 상기 고리형 에스터기를 포함하는 헤테로고리기 및 상기 고리형 에스터기를 포함하는 헤테로고리기에 축합된 방향족 모이어티를 포함함으로써, 중합체의 용매에 대한 용해성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 탄소 함량을 높일 수 있어서 단단한 중합체 층을 형성할 수 있으므로 높은 내식각성을 부여할 수 있다. By including an aromatic moiety condensed to the heterocyclic group including the heterocyclic group and the heterocyclic group including the cyclic ester group in the polymer, the solubility of the polymer in solvents can be increased, and the carbon content can be increased Because it can form a hard polymer layer, high etch resistance can be imparted.
일 예로, 상기 중합체는 하기 화학식 1로 표현되는 구조단위를 포함할 수 있다.For example, the polymer may include a structural unit represented by the following formula (1).
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, A는 하기 화학식 2로 표현되는 모이어티이고, B는 적어도 하나의 4차 탄소를 포함하는 2가의 유기기이다.In Formula 1, A is a moiety represented by Formula 2 below, and B is a divalent organic group including at least one quaternary carbon.
[화학식 2][Formula 2]
상기 화학식 2에서, X는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C3 알케닐렌기, NRd, O, S 또는 이들의 조합이고,In Formula 2, X is a substituted or unsubstituted C1 to C3 alkylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C3 alkenylene group, NR d , O, S or a combination thereof,
Ra는 수소, 할로겐, 카복실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 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 is hydrogen, halogen, a carboxyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 oxoalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxycarbonyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a 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 unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, substituted Or an unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof,
Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 아민기, 시아노기, 카복실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 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 b and R c are each independently hydrogen, halogen, amine group, cyano group, carboxyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 oxoalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxycarbonyl group, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylamine group, substituted or unsubstituted C1 to C10 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, A substituted or unsubstituted C3 to 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; ,
Rd는 수소, 할로겐, 카복실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 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 d is 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 C10 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 unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, substituted Or an unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof,
l 은 0 내지 2인 정수이며,l is an integer from 0 to 2,
*는 화학식 1의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.* is the point of connection with other moieties in the polymer of formula (1).
일 예로, X는 치환 또는 비치환된 메틸렌기. 치환 또는 비치환된 에틸렌기, 치환 또는 비치환된 에테닐렌기, NRa, O, S 또는 이들의 조합일 수 있다. 여기서, 상기 치환은 히드록시기, 할로겐, 시아노기, 카복시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기 또는 이들의 조합일 수 있고, 보다 구체적으로, 히드록시기, F, Br, Cl, I, 시아노기, 카복시기, 치환 또는 비치환된 옥소에틸기, 치환 또는 비치환된 옥소프로필기, 치환 또는 비치환된 옥소부틸기, 치환 또는 비치환된 메틸기, 치환 또는 비치환된 에틸기, 치환 또는 비치환된 프로필기, 치환 또는 비치환된 부틸기, 치환 또는 비치환된 메톡시기, 치환 또는 비치환된 에톡시기, 치환 또는 비치환된 프로폭시기, 치환 또는 비치환된 부톡시기 또는 이들의 조합일 수 있다. For example, X is a substituted or unsubstituted methylene group. It may be a substituted or unsubstituted ethylene group, a substituted or unsubstituted ethenylene group, NR a , O, S, or a combination thereof. Here, the substitution is a hydroxy group, halogen, cyano group, carboxy group, substituted or unsubstituted C2 to C30 oxoalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, substituted or unsubstituted It may be a cyclic C1 to C30 heteroalkyl group or a combination thereof, and more specifically, a hydroxy group, F, Br, Cl, I, a cyano group, a carboxy group, a substituted or unsubstituted oxoethyl group, a substituted or unsubstituted oxopropyl group group, substituted or unsubstituted oxobutyl group, substituted or unsubstituted methyl group, substituted or unsubstituted ethyl group, substituted or unsubstituted propyl group, substituted or unsubstituted butyl group, substituted or unsubstituted methoxy group, substituted Or it may be an unsubstituted ethoxy group, a substituted or unsubstituted propoxy group, a substituted or unsubstituted butoxy group, or a combination thereof.
일 예로, l은 1 또는 2일 수 있다. 즉, 중합체가 ORa를 적어도 하나 포함으로써, 중합체가 용매에 대한 우수한 용해도를 가질 수 있고, 상기 중합체를 포함하는 조성물로 막을 형성할 때, 하부 기판(혹은 막)에 단차가 존재하는 경우 혹은 패턴을 형성하는 경우 더욱 우수한 갭-필 및 평탄화 특성을 제공할 수 있다.For example, l may be 1 or 2. That is, when the polymer contains at least one OR a , the polymer may have excellent solubility in a solvent, and when a film is formed from the composition containing the polymer, a step or a pattern exists in the lower substrate (or film) In the case of forming , better gap-fill and planarization properties may be provided.
l이 2인 경우, 복수 개의 Ra는 서로 같거나 다를 수 있다.When l is 2, a plurality of R a may be the same as or different from each other.
일 예로, Ra는 수소, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 선형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 분지형 알킬기또는 하기 화학식 2-a로 표현되는 기일 수 있다.For example, R a is hydrogen, a substituted or unsubstituted C2 to C30 oxoalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxycarbonyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 linear alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 It may be a branched alkyl group or a group represented by the following Chemical Formula 2-a.
[화학식 2-a][Formula 2-a]
상기 화학식 2-a에서, X' 및 Y'는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C15 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기 또는 이들의 조합이고,In Formula 2-a, X' and Y' are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C15 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, or a combination thereof,
Z'는 수소, C1 내지 C15 알킬기, C6 내지 C30 아릴기 또는 이들의 조합이고,Z' is hydrogen, a C1 to C15 alkyl group, a C6 to C30 aryl group, or a combination thereof;
m' 및 n'은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이며, m'+n'은 2=m'+n'=8의 범위를 만족하는 정수이고, m' and n' are each independently an integer from 0 to 5, m'+n' is an integer satisfying the range of 2=m'+n'=8,
*는 화학식 2에서 ORa의 산소 원자(O)와의 연결지점이다.* is the connection point with the oxygen atom (O) of OR a in Formula 2.
일 예로, X', Y' 및 Z'는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸렌기, 치환 또는 비치환된 에틸렌기, 치환 또는 비치환된 프로필렌기, 치환 또는 비치환된 부틸렌기, 치환 또는 비치환된 펜틸렌기, 치환 또는 비치환된 헥실렌기 또는 이들의 조합일 수 있고, 보다 구체적으로, X', Y'및 Z'는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸렌기, 치환 또는 비치환된 에틸렌기, 치환 또는 비치환된 n-프로필렌기, 치환 또는 비치환된 n-부틸렌기, 치환 또는 비치환된 n-펜틸렌기 또는 치환 또는 비치환된 n-헥실렌기일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.For example, X', Y' and Z' are each independently a substituted or unsubstituted methylene group, a substituted or unsubstituted ethylene group, a substituted or unsubstituted propylene group, a substituted or unsubstituted butylene group, a substituted or unsubstituted It may be a cyclic pentylene group, a substituted or unsubstituted hexylene group, or a combination thereof, and more specifically, X', Y' and Z' are each independently a substituted or unsubstituted methylene group, a substituted or unsubstituted It may be an ethylene group, a substituted or unsubstituted n-propylene group, a substituted or unsubstituted n-butylene group, a substituted or unsubstituted n-pentylene group, or a substituted or unsubstituted n-hexylene group, but is not limited thereto. does not
상기 화학식 2-a에서 X'과 Y'는 서로 같거나 다를 수 있고, m'과 n'는 서로 같거나 다를 수 있다.In Formula 2-a, X' and Y' may be the same as or different from each other, and m' and n' may be the same as or different from each other.
일 예로, m' 및 n'은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이며, 예를 들어, 0 내지 2의 정수일 수 있고, 예를 들어, m'는 1이고, n'는 1일 수 있다.For example, m' and n' are each independently an integer of 0 to 3, for example, may be an integer of 0 to 2, for example, m' may be 1, and n' may be 1.
일 예로, m'및 n' 중 적어도 하나는 0일 수 있다.For example, at least one of m' and n' may be 0.
일 예로, Ra는 수소, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 옥소에틸기, 옥소프로필기, 옥소부틸기, 메톡시메틸기, 메톡시에틸기, 메톡시프로필기, 에톡시메틸기, 에톡시에틸기, 에톡시프로필기, 프로폭시메틸기, 프로폭시에틸기, 프로폭시프로필기일 수 있다.For example, R a is hydrogen, methyl group, ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, iso-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, oxoethyl group, oxopropyl group, oxo It may be a butyl group, a methoxymethyl group, a methoxyethyl group, a methoxypropyl group, an ethoxymethyl group, an ethoxyethyl group, an ethoxypropyl group, a propoxymethyl group, a propoxyethyl group, or a propoxypropyl group.
일 예로, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 수소, F, Br, Cl, I, 시아노기, 치환 또는 비치환된 메틸기, 치환 또는 비치환된 에틸기, 치환 또는 비치환된 n-프로필기, 치환 또는 비치환된 iso-프로필기, 치환 또는 비치환된 n-부틸기, 치환 또는 비치환된 iso-부틸기, 치환 또는 비치환된 sec-부틸기, 치환 또는 비치환된 tert-부틸기, 치환 또는 비치환된 옥소에틸기, 치환 또는 비치환된 옥소프로필기, 치환 또는 비치환된 옥소부틸기 또는 이들의 조합일 수 있다.For example, R b and R c are each independently hydrogen, F, Br, Cl, I, a cyano group, a substituted or unsubstituted methyl group, a substituted or unsubstituted ethyl group, a substituted or unsubstituted n-propyl group, a substituted or an unsubstituted iso-propyl group, a substituted or unsubstituted n-butyl 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 it may be an unsubstituted oxoethyl group, a substituted or unsubstituted oxopropyl group, a substituted or unsubstituted oxobutyl group, or a combination thereof.
상기 Rb 및 Rc는 서로 같거나 다를 수 있다.The R b and R c may be the same as or different from each other.
일 예로, 상기 화학식 2로 표현되는 모이어티는 하기 화학식 2-1 내지 2-6에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.For example, the moiety represented by Chemical Formula 2 may be any one selected from the following Chemical Formulas 2-1 to 2-6.
[화학식 2-1] [화학식 2-2] [화학식 2-3][Formula 2-1] [Formula 2-2] [Formula 2-3]
[화학식 2-4] [화학식 2-5] [화학식 2-6][Formula 2-4] [Formula 2-5] [Formula 2-6]
상기 화학식 2-1 내지 2-6에서,In Formulas 2-1 to 2-6,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 히드록시기, 아민기, 시아노기, 카복실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 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 헤테로고리기또는 이들의 조합이고, Ra, Rb, Rc, Rd 및l 은 전술한 바와 같다.R 1 and R 2 are each independently hydrogen, halogen, hydroxyl group, amine group, cyano group, carboxyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 oxoalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxycarbonyl group, substituted or unsubstituted A substituted C1 to C20 alkylamine group, a 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 alkyl group Nyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, substituted or unsubstituted A cyclic C3 to C30 heterocyclic group or a combination thereof, and R a , R b , R c , R d and 1 are the same as described above.
일 예로, 상기 R1 및 R2는 서로 같거나 다를 수 있다. For example, R 1 and R 2 may be the same as or different from each other.
일 예로, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, F, Br, Cl, I, 시아노기, 카복시기, 치환 또는 비치환된 옥소에틸기, 치환 또는 비치환된 옥소 프로필기, 치환 또는 비치환된 옥소 부틸기, 치환 또는 비치환된 메틸기, 치환 또는 비치환된 에틸기, 치환 또는 비치환된 프로필기, 치환 또는 비치환된 부틸기, 치환 또는 비치환된 메톡시기, 치환 또는 비치환된 에톡시기, 치환 또는 비치환된 프로폭시기, 치환 또는 비치환된 부톡시기 또는 이들의 조합일 수 있다.For example, R 1 and R 2 are each independently hydrogen, a hydroxyl group, F, Br, Cl, I, a cyano group, a carboxy group, a substituted or unsubstituted oxoethyl group, a substituted or unsubstituted oxopropyl group, a substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted methyl group, a substituted or unsubstituted methyl group, a substituted or unsubstituted ethyl group, a substituted or unsubstituted propyl group, a substituted or unsubstituted butyl group, a substituted or unsubstituted methoxy group, a substituted or unsubstituted ethoxy group It may be a group, a substituted or unsubstituted propoxy group, a substituted or unsubstituted butoxy group, or a combination thereof.
보다 구체적으로, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, Br, 시아노기, 카복시기, 옥소에틸기, 옥소프로필기, 옥소부틸기, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 브로모메틸기, 브로모에틸기, 브로모프로필기, 메톡시메틸기, 메톡시에틸기, 메톡시프로필기, 에톡시메틸기, 에톡시에틸기, 에톡시프로필기, 프로폭시메틸기, 프로폭시프로필기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기 또는 이들의 조합일 수 있다.More specifically, R 1 and R 2 are each independently hydrogen, a hydroxyl group, Br, a cyano group, a carboxy group, an oxoethyl group, an oxopropyl group, an oxobutyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a bromomethyl group, Bromoethyl group, bromopropyl group, methoxymethyl group, methoxyethyl group, methoxypropyl group, ethoxymethyl group, ethoxyethyl group, ethoxypropyl group, propoxymethyl group, propoxypropyl group, methoxy group, ethoxy group, It may be a propoxy group, a butoxy group, or a combination thereof.
예컨대, 상기 화학식 2로 표현되는 모이어티는 하기 그룹 1에서 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.For example, the moiety represented by Chemical Formula 2 may be any one selected from the following group 1, but is not limited thereto.
[그룹 1][Group 1]
일 구현예에 따른 중합체는 전술한 화학식 2로 표현되는 치환 또는 비치환된 모이어티(A)를 1개 또는 복수 개 포함할 수 있고, 복수 개의 전술한 화학식 2로 표현되는 치환 또는 비치환된 모이어티들끼리는 서로 같거나 다를 수 있다.The polymer according to one embodiment may include one or a plurality of substituted or unsubstituted moieties (A) represented by the above-described Chemical Formula 2, and a plurality of substituted or unsubstituted moieties represented by the above-mentioned Chemical Formula 2 The tees may be the same or different from each other.
중합체는 전술한 바와 같이 전술한 화학식 2로 표현되는 치환 또는 비치환된 모이어티와 함께 4차 탄소를 포함하는 2가의 유기기(B)를 더 포함하며, 상기 중합체가 4차 탄소를 포함함으로써, 중합체의 탄소함량을 높일 수 있어서, 중합체로 제조한 층의 CFx 혼합 가스 및 N2/O2 혼합가스에 대한 높은 내식각성을 부여할 수 있다.As described above, the polymer further includes a divalent organic group (B) containing a quaternary carbon together with a substituted or unsubstituted moiety represented by the above-mentioned formula (2), wherein the polymer contains a quaternary carbon, Since the carbon content of the polymer can be increased, it is possible to impart high etch resistance to the CFx mixed gas and the N 2 /O 2 mixed gas of the layer made of the polymer.
B는 적어도 하나의 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 고리를 포함할 수 있다. 이에 따라 중합체의 탄소함량을 높일 수 있어서 더 단단한 중합체 층을 형성할 수 있으므로 내식각성을 더욱 개선할 수 있다.B may include at least one substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring. Accordingly, the carbon content of the polymer can be increased to form a harder polymer layer, and thus the etch resistance can be further improved.
일 예로, B는 하기 화학식 3 또는 화학식 4로 표현될 수 있다.As an example, B may be represented by the following Chemical Formula 3 or Chemical Formula 4.
[화학식 3] [화학식 4][Formula 3] [Formula 4]
상기 화학식 3 및 화학식 4에서,In Formulas 3 and 4,
Ar1 내지 Ar4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,Ar 1 to Ar 4 are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,
Ar1과 Ar2는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 결합하여 고리를 형성하고,Ar 1 and Ar 2 each independently exist or combine with each other to form a ring,
Ar3과 Ar4는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 결합하여 고리를 형성하고,Ar 3 and Ar 4 are each independently present or combine with each other to form a ring,
L은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 헤테로알킬렌기 또는 이들의 조합이고,L is a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C6 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 heteroalkylene group, or a combination thereof,
*는 화학식 1의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.* is the point of connection with other moieties in the polymer of formula (1).
상기 중합체는 화학식 3 또는 화학식 4로 표현되는 4차 탄소를 포함하는 2가의 유기기를 포함함으로써, 상술한 바와 같이 우수한 내식각성을 가질 수 있을 뿐만 아니라, 용매에 대한 용해성을 더욱 높일 수 있어서, 상기 중합체를 포함하는 조성물로 막을 형성할 때, 하부 기판(혹은 막)에 단차가 존재하는 경우 혹은 패턴을 형성하는 경우, 더욱 우수한 갭-필 및 평탄화 특성을 제공할 수 있다.By including a divalent organic group containing a quaternary carbon represented by Chemical Formula 3 or Chemical Formula 4, the polymer can have excellent corrosion resistance as described above, and can further increase solubility in a solvent, so that the polymer When forming a film with a composition containing
일 예로, Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 다를 수 있다.For example, Ar 1 to Ar 4 may be the same as or different from each other.
일 예로, Ar1 내지 Ar4는 각각 독립적으로 단일 고리 및/또는 다환고리일 수 있고, 상기 다환고리는 축합고리 및/또는 비축합고리일 수 있다. For example, Ar 1 to Ar 4 may each independently be a single ring and/or a polycyclic ring, and the polycyclic ring may be a condensed ring and/or a non-condensed ring.
일 예로, Ar1과 Ar2가 서로 결합하여 고리를 형성하고, Ar3과 Ar4가 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있고, 이에 따라, 중합체는 단단한 중합체 층을 형성할 수 있어서 더욱 높은 내식각성을 부여할 수 있다.For example, Ar 1 and Ar 2 may combine with each other to form a ring, and Ar 3 and Ar 4 may combine with each other to form a ring, and thus, the polymer may form a hard polymer layer, resulting in higher etch resistance can be given
일 예로, Ar1 내지 Ar4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 플루오란테닐기, 치환 또는 비치환된 아세나프틸레닐기, 치환 또는 비치환된 아세나프테닐기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 벤조페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 파이레닐기, 치환 또는 비치환된 트라이페닐레닐기, 치환 또는 비치환된 크리세닐기, 치환 또는 비치환된 테트라세닐기, 치환 또는 비치환된 벤조플루오란테닐기, 치환 또는 비치환된 퍼릴레닐기, 치환 또는 비치환된 벤조파이레닐기, 치환 또는 비치환된 나프토안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 펜타세닐기, 치환 또는 비치환된 벤조퍼릴레닐기, 치환 또는 비치환된 다이벤조파이레닐기, 치환 또는 비치환된 코로네닐기 또는 이들의 조합일 수 있다. For example, Ar 1 to Ar 4 are each independently a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted naphthyl group, a substituted or unsubstituted biphenyl group, a substituted or unsubstituted fluorenyl group, a substituted or unsubstituted anthra group Cenyl group, substituted or unsubstituted fluoranthenyl group, substituted or unsubstituted acenaphthylenyl group, substituted or unsubstituted acenaphthenyl group, substituted or unsubstituted phenanthrenyl group, substituted or unsubstituted benzophenanthrene A nyl group, a substituted or unsubstituted pyrenyl group, a substituted or unsubstituted triphenylenyl group, a substituted or unsubstituted chrysenyl group, a substituted or unsubstituted tetracenyl group, a substituted or unsubstituted benzofluoranthenyl group, A substituted or unsubstituted perylenyl group, a substituted or unsubstituted benzopyrenyl group, a substituted or unsubstituted naphthoanthracenyl group, a substituted or unsubstituted pentacenyl group, a substituted or unsubstituted benzofurylenyl group, a substituted Or it may be an unsubstituted dibenzopyrenyl group, a substituted or unsubstituted coronenyl group, or a combination thereof.
일 예로, B는 하기 그룹 2에서 선택될 수 있다.As an example, B may be selected from group 2 below.
[그룹 2][Group 2]
상기 그룹 2에서,In group 2,
R3 내지 R6은 각각 독립적으로 히드록시기, 티올기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,R 3 to R 6 are each independently a hydroxyl group, a thiol group, a cyano group, a substituted or unsubstituted amino group, a halogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or Unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylamine group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted C1 to C20 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof;
a 내지 d는 각각 독립적으로 0 내지 4인 정수이고,a to d are each independently an integer of 0 to 4,
m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이고,m and n are each independently an integer of 1 to 3,
Ar1 내지 Ar4, L 및 *는 전술한 바와 같다.Ar 1 To Ar 4 , L and * are the same as described above.
일 예로, a 내지 d는 각각 독립적으로 0 내지 2인 정수일 수 있고, 예를 들어, 0 또는 1일 수 있으며, 예를 들어, 0일 수 있다.For example, a to d may each independently be an integer of 0 to 2, for example, may be 0 or 1, for example, may be 0.
일 구현예에 따른 중합체는 전술한 4차 탄소를 포함하는 2가의 유기기(B)를 1개 또는 복수 개 포함할 수 있고, 복수 개의 전술한 4차 탄소를 포함하는 2가의 유기기(B)들끼리는 서로 같거나 다를 수 있다.The polymer according to one embodiment may include one or a plurality of divalent organic groups (B) including the aforementioned quaternary carbon, and a plurality of the aforementioned divalent organic groups (B) including the aforementioned quaternary carbons (B) They may be the same or different from each other.
일 구현예에 따른 중합체는 전술한 제1 구조단위를 1개 또는 복수 개 포함할 수 있고, 상기 중합체 내에 포함된 전술한 제1 구조단위의 개수 및 배열은 한정되지 않으나, 바람직하게는 같은 제1 구조단위가 연속되어 연결되어 있는 구조를 포함할 수 있다. The polymer according to an embodiment may include one or a plurality of the above-described first structural units, and the number and arrangement of the above-described first structural units included in the polymer are not limited, but preferably the same first structural unit. It may include a structure in which structural units are continuously connected.
상기 중합체는 제1 구조단위와 다른 제2 구조단위를 더 포함할 수 있다.The polymer may further include a second structural unit different from the first structural unit.
상기 제2 구조단위는 하기 화학식 5로 표현될 수 있다.The second structural unit may be represented by the following Chemical Formula 5.
[화학식 5][Formula 5]
상기 화학식 5에서, C는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 비방향족고리기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족고리기, 치환 또는 비치환된 헤테로고리기, 이들의 융합고리 또는 이들의 조합이고,In Formula 5, C is a substituted or unsubstituted C3 to C30 non-aromatic ring group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a fused ring thereof, or a combination thereof; ,
D는 적어도 하나의 4차 탄소를 포함하는 2가의 유기기이고 상기 B와 같거나 다르다.D is a divalent organic group containing at least one quaternary carbon and is the same as or different from B above.
상기 중합체는 화학식 5의 C와 대응되는 위치에 상술한 고리기를 포함함으로써, 중합체의 탄소함량을 높일 수 있어서, 중합체로 제조한 층의 CFx 혼합 가스 및 N2/O2 혼합가스에 대한 높은 내식각성을 부여할 수 있다.The polymer includes the above-described cyclic group at a position corresponding to C in Formula 5, so that the carbon content of the polymer can be increased, so that the layer made of the polymer has high corrosion resistance to CFx mixed gas and N 2 /O 2 mixed gas can be given
C는 적어도 하나의 다환고리를 포함할 수 있고, 상기 다환고리는 축합고리 및/또는 비축합고리일 수 있다. 이와 같이, 중합체가 다환고리를 포함함으로써, 중합체로 제조한 층의 식각가스에 대한 더욱 높은 내식각성을 부여할 수 있다.C may include at least one polycyclic ring, and the polycyclic ring may be a condensed ring and/or a non-condensed ring. As described above, when the polymer includes a polycyclic ring, higher corrosion resistance to the etching gas of the layer made of the polymer can be imparted.
일 예로, C는 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸렌기, 치환 또는 비치환된 아세나프틸레닐렌기, 치환 또는 비치환된 아세나프테닐렌기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐렌기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기, 치환 또는 비치환된 테트라세닐렌기, 치환 또는 비치환된 트라이페닐레닐렌기, 치환 또는 비치환된 크리세닐렌기, 치환 또는 비치환된 파이레닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 벤조페난트레닐렌기, 치환 또는 비치환된 벤조플루오란테닐렌기, 치환 또는 비치환된 펜타세닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이나프틸렌기, 치환 또는 비치환된 벤조파이레닐렌기, 치환 또는 비치환된 퍼릴레닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오란테닐렌기, 치환 또는 비치환된 벤조퍼릴레닐렌기, 치환 또는 비치환된 코로네닐렌기, 치환 또는 비치환된 다이벤조플루오란테닐렌기 또는 하기 화학식 6으로 표현되는 기일 수 있다.For example, C is a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted naphthylene group, a substituted or unsubstituted acenaphthylenylene group, a substituted or unsubstituted acenaphthenylene group, a substituted or unsubstituted anthracenyl group Rene group, substituted or unsubstituted phenanthrenylene group, substituted or unsubstituted tetracenylene group, substituted or unsubstituted triphenylenylene group, substituted or unsubstituted chrysenylene group, substituted or unsubstituted pyrenylene group, substituted Or an unsubstituted biphenylene group, a substituted or unsubstituted benzophenanthrenylene group, a substituted or unsubstituted benzofluoranthenylene group, a substituted or unsubstituted pentacenylene group, a substituted or unsubstituted binaphthylene group, a substituted or an unsubstituted benzopyrenylene group, a substituted or unsubstituted perylenylene group, a substituted or unsubstituted fluoranthenylene group, a substituted or unsubstituted benzoperylenylene group, a substituted or unsubstituted coronenylene group, It may be a substituted or unsubstituted dibenzofluoranthenylene group or a group represented by the following formula (6).
[화학식 6][Formula 6]
상기 화학식 6에서, Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족고리기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,In Formula 6, Y 1 and Y 2 are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 heterocycle group or a combination thereof,
Ar5 및 Ar6는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,Ar 5 and Ar 6 are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,
*는 화학식 3의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.* is the point of connection with other moieties in the polymer of formula (3).
일 예로, Ar5 및 Ar6은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 플루오란테닐기, 치환 또는 비치환된 아세나프틸레닐기, 치환 또는 비치환된 아세나프테닐기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 벤조페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 파이레닐기, 치환 또는 비치환된 트라이페닐레닐기, 치환 또는 비치환된 크리세닐기, 치환 또는 비치환된 테트라세닐기, 치환 또는 비치환된 벤조플루오란테닐기, 치환 또는 비치환된 퍼릴레닐기, 치환 또는 비치환된 벤조파이레닐기, 치환 또는 비치환된 나프토안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 펜타세닐기, 치환 또는 비치환된 벤조퍼릴레닐기, 치환 또는 비치환된 다이벤조파이레닐기, 치환 또는 비치환된 코로네닐기 또는 이들의 조합일 수 있다.For example, Ar 5 and Ar 6 are each independently a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted naphthyl group, a substituted or unsubstituted biphenyl group, a substituted or unsubstituted fluorenyl group, a substituted or unsubstituted anthra group Cenyl group, substituted or unsubstituted fluoranthenyl group, substituted or unsubstituted acenaphthylenyl group, substituted or unsubstituted acenaphthenyl group, substituted or unsubstituted phenanthrenyl group, substituted or unsubstituted benzophenanthrene A nyl group, a substituted or unsubstituted pyrenyl group, a substituted or unsubstituted triphenylenyl group, a substituted or unsubstituted chrysenyl group, a substituted or unsubstituted tetracenyl group, a substituted or unsubstituted benzofluoranthenyl group, A substituted or unsubstituted perylenyl group, a substituted or unsubstituted benzopyrenyl group, a substituted or unsubstituted naphthoanthracenyl group, a substituted or unsubstituted pentacenyl group, a substituted or unsubstituted benzofurylenyl group, a substituted Or it may be an unsubstituted dibenzopyrenyl group, a substituted or unsubstituted coronenyl group, or a combination thereof.
일 예로, Y1 및 Y2는 단일결합 또는 하기 하기 그룹 4 및 그룹 5에서 선택되는 치환 또는 비치환된 어느 하나일 수 있다.For example, Y 1 and Y 2 may be a single bond or a substituted or unsubstituted one selected from the following groups 4 and 5.
[그룹 4][Group 4]
상기 그룹 4에서, In group 4,
W는 단일 결합, 산소(-O-), 황(-S-), -SO2-, 치환 또는 비치환된 에테닐렌, 카보닐(-C(=O)-), CReRf, NRg 또는 이들의 조합이고,W is a single bond, oxygen (-O-), sulfur (-S-), -SO 2 -, substituted or unsubstituted ethenylene, carbonyl (-C(=O)-), CR e R f , NR g or a combination thereof,
Re 내지 Rg는 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 e to R g are each independently hydrogen, halogen, a carboxyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 oxoalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxycarbonyl group, a 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;
*는 화학식 3의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.* is the point of connection with other moieties in the polymer of formula (3).
[그룹 5][Group 5]
상기 그룹 5에서,In group 5,
Z1은 NRh, PRi, P(=O)Rj, O 또는 S이고,Z 1 is NR h , PR i , P(=O)R j , O or S;
Z2는 N 또는 P이고,Z 2 is N or P,
Rh 내지 Rj는 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 h to R j are each independently hydrogen, halogen, a carboxyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 oxoalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxycarbonyl group, a 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;
*는 화학식 3의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.* is the point of connection with other moieties in the polymer of formula (3).
보다 구체적으로, C는 하기 그룹 6 내지 그룹 8에서 선택되는 치환 또는 비치환된 어느 하나일 수 있다. More specifically, C may be any one of substituted or unsubstituted groups selected from the following groups 6 to 8.
[그룹 6][Group 6]
상기 그룹 6에서, Y1및 Y2는 전술한 바와 같고, *는 화학식 3의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.In Group 6, Y 1 and Y 2 are the same as described above, and * is a connection point with another moiety in the polymer of Formula 3.
[그룹 7] [Group 7]
상기 그룹 7에서, *는 화학식 3의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.In the above group 7, * is a point of connection with another moiety in the polymer of formula (3).
[그룹 8][Group 8]
상기 그룹 8에서, Z1 및 Z2는 전술한 바와 같고, *는 화학식 3의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.In Group 8, Z 1 and Z 2 are the same as described above, and * is a connection point with another moiety in the polymer of formula (3).
C는 히드록시기 및 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 C가 적어도 하나의 히드록시기 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기와 같은 친수성 작용기를 포함함으로써, 중합체는 용매에 대한 용해성을 높여, 우수한 갭-필 특성 및 평탄화 특성을 가질 수 있다.C may include at least one of a hydroxyl group and a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group. When C includes at least one hydroxy group or a hydrophilic functional group such as a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, the polymer may increase solubility in a solvent, thereby having excellent gap-fill properties and planarization properties.
전술한 바와 같이, 상기 중합체는 화학식 5와 대응되는 위치에 4차 탄소를 포함하는 2가의 유기기(D)를 더 포함하며, 4차 탄소를 포함함으로써, 중합체의 탄소함량을 높일 수 있어서, 높은 내식각성을 부여할 수 있다.As described above, the polymer further includes a divalent organic group (D) containing a quaternary carbon at a position corresponding to Chemical Formula 5, and by including the quaternary carbon, it is possible to increase the carbon content of the polymer, It can provide corrosion resistance.
D는 적어도 하나의 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 고리를 포함할 수 있다. 이에 따라, 중합체의 탄소함량을 높일 수 있어서 더 단단한 중합체 층을 형성할 수 있으므로 내식각성을 더욱 개선할 수 있다.D may include at least one substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring. Accordingly, the carbon content of the polymer can be increased to form a harder polymer layer, and thus the etch resistance can be further improved.
D는 하기 화학식 7 또는 화학식 8로 표현될 수 있다.D may be represented by the following Chemical Formula 7 or Chemical Formula 8.
[화학식 7] [화학식 8][Formula 7] [Formula 8]
상기 화학식 7 및 화학식 8에서, *는 화학식 3의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이고, Ar1 내지 Ar4 및 L은 전술한 바와 같다.In Formulas 7 and 8, * is a connection point with another moiety in the polymer of Formula 3, and Ar 1 to Ar 4 and L are the same as described above.
일 예로, D는 하기 그룹 3에서 선택될 수 있다.As an example, D may be selected from group 3 below.
[그룹 3][Group 3]
상기 그룹 3에서, *는 화학식 3의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이고, Ar1 내지 Ar4, L, R1내지 R4, a 내지 d, m 및 n은 전술한 바와 같다.In Group 3, * is a connection point with another moiety in the polymer of Formula 3, and Ar 1 to Ar 4 , L, R 1 to R 4 , a to d, m and n are as described above.
일 예로, 상기 중합체는 제2 구조단위를 1개 또는 복수 개 포함할 수 있고, 복수 개의 전술한 제2구조단위들끼리는 서로 같거나 다를 수 있고, 상기 중합체 내에 포함된 전술한 제2 구조단위의 개수 및 배열은 한정되지 않으며, 제2 구조단위가 연속되어 연결되어 있는 구조 및/또는 전술한 제1 구조단위와 제2 구조단위가 번갈아 연결되어 있는 구조를 포함할 수 있다. For example, the polymer may include one or a plurality of second structural units, the plurality of second structural units may be the same as or different from each other, and The number and arrangement are not limited, and may include a structure in which second structural units are continuously connected and/or a structure in which the above-described first structural units and second structural units are alternately connected.
상기 제1 구조 단위와 제2 구조 단위의 몰비는 예컨대 약 0.5:1 내지 1.5:1, 약 0.7:1 내지 1.3:1 또는 약 0.8:1 내지 1.2:1일 수 있다.The molar ratio of the first structural unit to the second structural unit may be, for example, about 0.5:1 to 1.5:1, about 0.7:1 to 1.3:1, or about 0.8:1 to 1.2:1.
상기 중합체는 약 500 내지 200,000의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 보다 구체적으로 상기 중합체는 약 1,000 내지 100,000, 약 1,200 내지 50,000, 또는 약 1,500 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 1,000 to 100,000, about 1,200 to 50,000, or about 1,500 to 10,000. By having a weight average molecular weight in the above range, it can be optimized by controlling the carbon content and solubility of the polymer in a solvent.
다른 구현예에 따르면, 상술한 중합체, 그리고 용매를 포함하는 하드마스크 조성물을 제공한다.According to another embodiment, there is provided a hardmask composition comprising the above-described polymer and a solvent.
상기 하드마스크 조성물에 포함되는 용매는 상기 중합체에 대한 충분한 용해성 또는 분산성을 가지는 것이면 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜 디아세테이트, 메톡시프로판다이올, 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.The solvent included in the hard mask composition is not particularly limited as long as it has sufficient solubility or dispersibility for the polymer, but for example, propylene glycol, propylene glycol diacetate, methoxypropanediol, 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-dimethyl It may include at least one selected from acetamide, 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 50 중량%, 예컨대 약 0.5 내지 40 중량%, 약 1 내지 30 중량%, 또는 약 3 내지 20 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 50% by weight, such as about 0.5 to 40% by weight, about 1 to 30% by weight, or about 3 to 20% by weight based on the total content of the hardmask composition. By including the polymer in the above range, it is possible to control the thickness, surface roughness, and planarization degree of the hard mask.
상기 하드마스크 조성물은 추가적으로 계면활성제, 가교제, 열산 발생제, 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 alkylbenzenesulfonate, an alkylpyridinium salt, 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.The crosslinking agent may be, for example, a melamine-based, a substituted urea-based, or these polymers. Preferably, crosslinking agents having at least two crosslinking substituents are, for example, methoxymethylated glycouryl, butoxymethylated glycouryl, methoxymethylated melamine, butoxymethylated melamine, methoxymethylated benzoguanamine, butoxy A compound 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 with high heat resistance, a compound containing a crosslinking substituent having an aromatic ring (eg, a benzene ring, 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-테트라브로모시클로헥사디에논, 벤조인토실레이트, 2-니트로벤질토실레이트, 그 밖에 유기술폰산알킬에스테르 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The thermal acid generator is, for example, an acid compound such as p-toluenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, pyridinium p-toluenesulfonic acid, salicylic acid, sulfosalicylic acid, citric acid, benzoic acid, hydroxybenzoic acid, naphthalenecarboxylic acid and/or 2,4 ,4,6-tetrabromocyclohexadienone, benzointosylate, 2-nitrobenzyltosylate, and other organic sulfonic acid alkyl esters may be used, but the present invention is 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 in the above range, solubility can be improved without changing the optical properties of the hard mask composition.
또 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, there is provided an organic layer prepared using the above-described hard mask composition. The organic film may be in a form cured through a heat treatment process after coating the above-described hard mask composition on a substrate, for example, and may include, for example, an organic thin film used in electronic devices such as a hard mask layer, a planarization film, a sacrificial film, and a filler. there is.
이하 상술한 하드마스크 조성물을 사용하여 패턴을 형성하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for forming a pattern using the above-described hard mask 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.The method for forming a pattern according to an exemplary embodiment includes forming a material layer on a substrate, applying a hardmask composition including the above-described polymer and a solvent on the material layer, and heat-treating the hardmask composition 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.
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 may 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. 이때 상기 하드마스크 조성물의 도포 두께는 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 약 50 내지 200,000Å 두께로 도포될 수 있다.The hard mask composition is the same as described above, and may be prepared in the form of a solution and applied by a spin-on coating method. At this time, the thickness of the hard mask composition is not particularly limited, but may be applied, for example, to a thickness of about 50 to 200,000 Å.
상기 하드마스크 조성물을 열처리하는 단계는 예컨대 약 100 내지 700℃에서 약 10초 내지 1시간 동안 수행할 수 있다.The heat treatment of the hard mask composition may be performed, for example, at 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, the method may further include forming a silicon-containing thin film layer on the hardmask layer. The silicon-containing thin film layer may be formed of 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 the step of 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 exposing of the photoresist layer may be performed using, for example, ArF, KrF, or EUV. In addition, a heat treatment process may be performed at about 100 to 700° C. after exposure.
상기 재료 층의 노출된 부분을 식각하는 단계는 식각 가스를 사용하여 건식 식각으로 수행할 수 있으며, 식각 가스는 예컨대 CHF3, CF4, Cl2, BCl3 및 이들의 혼합 가스를 사용할 수 있다.The etching of 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, CHF 3 , CF 4 , Cl 2 , BCl 3 , or a mixture thereof.
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, an insulating pattern, and for example, may be applied as various patterns in 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 embodiment 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 rights.
중합체의 합성Synthesis of polymers
합성예 1Synthesis Example 1
1L 플라스크에 7-히드록시-2H-크로멘-2-온(7-hydroxy-2H-chromen-2-one, 10g), 9H-플루오렌-9-온(9H-fluoren-9-one, 7.56g)을 넣었다. 이후, p-톨루엔 술폰산모노하이드레이트(7.2g) 및 3-머캅토프로피온산(3-mercaptopropionic acid, 4.454g)을 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르아세테이트(PGMEA, 300g)에 녹인 용액을 상기 플라스크에 투입하고, 100℃에서 교반하여 중합 반응을 수행하고, 중량평균분자량이 3,000 내지 3,500일 때 반응을 완료하였다. 중합 반응 완료 후, 반응물을 에틸 아세테이트(Ethyl acetate, 500ml)에 용해시키고, 충분히 수세하여, 촉매와 금속 불순물을 제거한 후, 감압하여 용제를 제거하였다. 이후, 150℃, 2mmHg까지 감압시켜, 수분과 미반응 단량체를 제거하고, 화학식 1a로 표현되는 구조단위를 가지는 중합체를 얻었다. (MW: 4,000)7-hydroxy-2H-chromen-2-one (10 g), 9H-fluoren-9-one (9H-fluoren-9-one, 7.56) in a 1L flask g) was added. Then, a solution of p-toluene sulfonic acid monohydrate (7.2 g) and 3-mercaptopropionic acid (3-mercaptopropionic acid, 4.454 g) in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA, 300 g) was added to the flask, and 100 The polymerization reaction was carried out by stirring at ℃, and the reaction was completed when the weight average molecular weight was 3,000 to 3,500. After completion of the polymerization reaction, the reactant was dissolved in ethyl acetate (Ethyl acetate, 500ml), washed with water sufficiently to remove the catalyst and metal impurities, and then the solvent was removed under reduced pressure. Thereafter, the pressure was reduced to 150° C. and 2 mmHg to remove moisture and unreacted monomers to obtain a polymer having a structural unit represented by Chemical Formula 1a. (MW: 4,000)
[화학식 1a][Formula 1a]
합성예 2Synthesis Example 2
7-히드록시-2H-크로멘-2-온(10g) 대신 7-(메톡시메톡시)-2H-크로멘-2-온(7-(methoxymethoxy)-2H-chromen-2-one, 10g)을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 화학식1b로 표현되는 구조단위를 가지는 중합체를 제조하였다. (Mw: 4,000)7-(methoxymethoxy)-2H-chromen-2-one, 10 g instead of 7-hydroxy-2H-chromen-2-one (10 g) ) was used, and a polymer having a structural unit represented by Formula 1b was prepared in the same manner as in Synthesis Example 1. (Mw: 4,000)
[화학식 1b][Formula 1b]
합성예 3Synthesis Example 3
1L 플라스크에 7-히드록시-2H-크로멘-2-온(7-hydroxy-2H-chromen-2-one, 10g), 4,4'-(9H-플루오렌-9,9-다이일)다이페놀(4,4'-(9H-fluorene-9,9-diyl)diphenol, 14.7g) 및 9H-플루오렌-9-온(9H-fluoren-9-one, 15.12g)을 넣었다. 이후, p-톨루엔 술폰산모노하이드레이트(0.9g) 및 3-머캅토프로피온산(3-mercaptopropionic acid, 10g)을 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르아세테이트(PGMEA, 400g)에 녹인 용액을 상기 플라스크에 투입하고, 100℃에서 교반하여 중합 반응을 수행하고, 중량평균분자량이 3,000 내지 3,500일 때 반응을 완료하였다. 중합 반응 완료 후, 반응물을 에틸 아세테이트(Ethyl acetate, 500ml)에 용해시키고, 충분히 수세하여, 촉매와 금속 불순물을 제거한 후, 감압하여 용제를 제거하였다. 이후, 150℃, 2mmHg까지 감압시켜, 수분과 미반응 단량체를 제거하여, 화학식 1a로 표현되는 구조단위와 화학식 1c로 표현되는 구조단위를 가지고, 화학식 1a로 표현되는 구조단위와 화학식 1c로 표현되는 구조단위의 몰비가 1:1인 중합체를 얻었다. (MW: 4,000)In a 1L flask, 7-hydroxy-2H-chromen-2-one (7-hydroxy-2H-chromen-2-one, 10g), 4,4'-(9H-fluorene-9,9-diyl) Diphenol (4,4'-(9H-fluorene-9,9-diyl)diphenol, 14.7 g) and 9H-fluoren-9-one (9H-fluoren-9-one, 15.12 g) were added. Thereafter, a solution of p-toluene sulfonic acid monohydrate (0.9 g) and 3-mercaptopropionic acid (3-mercaptopropionic acid, 10 g) in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA, 400 g) was added to the flask, and 100° C. The polymerization reaction was carried out by stirring in a , and the reaction was completed when the weight average molecular weight was 3,000 to 3,500. After completion of the polymerization reaction, the reactant was dissolved in ethyl acetate (Ethyl acetate, 500ml), washed with water sufficiently to remove the catalyst and metal impurities, and then the solvent was removed under reduced pressure. Thereafter, the pressure was reduced to 150° C. and 2 mmHg to remove moisture and unreacted monomers to have a structural unit represented by Formula 1a and a structural unit represented by Formula 1c, and a structural unit represented by Formula 1a and Formula 1c. A polymer having a molar ratio of structural units of 1:1 was obtained. (MW: 4,000)
[화학식 1a] [화학식 1c] [Formula 1a] [Formula 1c]
합성예 4Synthesis Example 4
4,4'-(9H-플루오렌-9,9-다이일)다이페놀(4,4'-(9H-fluorene-9,9-diyl)diphenol, 10g) 대신 6,6'-(9H-플루오렌-9,9-다이일)다이나프탈렌-1-올(6,6'-(9H-fluorene-9,9-diyl)dinaphthalen-1-ol, 10g)을 사용한 것을 제외하고는 합성예 3과 동일한 방법으로 화학식 1a로 표현되는 구조단위와 화학식 1d로 표현되는 구조단위를 가지는 중합체를 제조하였다. 상기 중합체에 포함된 화학식 1a로 표현되는 구조단위와 화학식 1d로 표현되는 구조단위의 몰비는 1:1이다. (Mw: 4,000)6,6'-(9H-) instead of 4,4'-(9H-fluorene-9,9-diyl)diphenol (4,4'-(9H-fluorene-9,9-diyl)diphenol, 10g) Synthesis Example 3 except that fluorene-9,9-diyl)dinaphthalen-1-ol (6,6'-(9H-fluorene-9,9-diyl)dinaphthalen-1-ol, 10 g) was used A polymer having a structural unit represented by Formula 1a and a structural unit represented by Formula 1d was prepared in the same manner as described above. The molar ratio between the structural unit represented by Formula 1a and the structural unit represented by Formula 1d included in the polymer is 1:1. (Mw: 4,000)
[화학식 1a] [화학식 1d] [Formula 1a] [Formula 1d]
합성예 5Synthesis Example 5
4,4'-(9H-플루오렌-9,9-다이일)다이페놀(4,4'-(9H-fluorene-9,9-diyl)diphenol, 10g) 대신 1-나프톨(1-naphthol, 10g)을 사용한 것을 제외하고는 합성예 3과 동일한 방법으로 화학식 1a로 표현되는 구조단위와 화학식 1e로 표현되는 구조단위를 가지는 중합체를 제조하였다. 상기 중합체에 포함된 화학식 1a로 표현되는 구조단위와 화학식 1e로 표현되는 구조단위의 몰비는 1:1이다. (Mw: 4,000)4,4'-(9H-fluorene-9,9-diyl)diphenol (4,4'-(9H-fluorene-9,9-diyl)diphenol, 10g) instead of 1-naphthol (1-naphthol, 10g) was used, and a polymer having a structural unit represented by Formula 1a and a structural unit represented by Formula 1e was prepared in the same manner as in Synthesis Example 3. The molar ratio between the structural unit represented by Formula 1a and the structural unit represented by Formula 1e included in the polymer is 1:1. (Mw: 4,000)
[화학식 1a] [화학식 1e] [Formula 1a] [Formula 1e]
합성예 6Synthesis Example 6
7-히드록시-2H-크로멘-2-온(10g) 대신 7-tert-부톡시-2H-크로멘-2-온(7-tert-butoxy-2H-chromen-2-one, 10g)을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 화학식 1f로 표현되는 구조단위를 가지는 중합체를 제조하였다. (Mw: 4,000)7-tert-butoxy-2H-chromen-2-one (7-tert-butoxy-2H-chromen-2-one, 10 g) instead of 7-hydroxy-2H-chromen-2-one (10 g) A polymer having a structural unit represented by Formula 1f was prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that it was used. (Mw: 4,000)
[화학식 1f][Formula 1f]
비교합성예 1Comparative Synthesis Example 1
플라스크에 7-히드록시-2H-크로멘-2-온(7-hydroxy-2H-chromen-2-one, 10g), 포르말린 수용액(37wt%, 1.26g) 및 옥살산(5g)을 넣고, 100℃에서 24시간 교반하여 합성을 진행하였다. 반응 후 혼합용액을 메틸이소부틸케톤(500ml)에 용해시키고, 충분히 수세하여, 촉매와 금속 불순물을 제거한 후, 감압하여 용제를 제거하였다. 이후, 150℃, 2mmHg까지 감압시켜, 수분과 미반응 단량체를 제거하고, 화학식 A로 표현되는 구조단위를 가지는 중합체를 얻었다. (MW: 4,000)Put 7-hydroxy-2H-chromen-2-one (7-hydroxy-2H-chromen-2-one, 10g), formalin aqueous solution (37wt%, 1.26g) and oxalic acid (5g) in a flask, 100 ℃ The synthesis was carried out by stirring for 24 hours. After the reaction, the mixed solution was dissolved in methyl isobutyl ketone (500 ml), washed with water sufficiently to remove the catalyst and metal impurities, and then the solvent was removed under reduced pressure. Thereafter, the pressure was reduced to 150° C. and 2 mmHg to remove moisture and unreacted monomers to obtain a polymer having a structural unit represented by Chemical Formula A. (MW: 4,000)
[화학식 A][Formula A]
비교합성예 2Comparative Synthesis Example 2
플라스크에 7-히드록시-2H-크로멘-2-온 (7-hydroxy-2H-chromen-2-one, 10g), 1-나프톨(6.05g), 포르말린 수용액(37wt%, 2.38g) 및 옥살산(1g)을 넣고, 100℃에서 24시간 교반하여 합성을 진행하였다. 반응 후 혼합용액을 메틸이소부틸케톤(500ml)에 용해시키고, 충분히 수세하여, 촉매와 금속 불순물을 제거한 후, 감압하여 용제를 제거하였다. 이후, 150℃, 2mmHg까지 감압시켜, 수분과 미반응 단량체를 제거하고, 화학식 A로 표현되는 구조단위와 화학식 B로 표현되는 구조단위를 가지는 중합체를 얻었다. 상기 중합체에 포함된 화학식 A로 표현되는 구조단위와 화학식 B로 표현되는 구조단위의 몰비는 1:1이다. (MW: 4,000)In a flask, 7-hydroxy-2H-chromen-2-one (7-hydroxy-2H-chromen-2-one, 10g), 1-naphthol (6.05g), aqueous formalin solution (37wt%, 2.38g) and oxalic acid (1 g) was added, and the mixture was stirred at 100° C. for 24 hours to proceed with the synthesis. After the reaction, the mixed solution was dissolved in methyl isobutyl ketone (500 ml), washed with water sufficiently to remove the catalyst and metal impurities, and then the solvent was removed under reduced pressure. Thereafter, the pressure was reduced to 150° C. and 2 mmHg to remove moisture and unreacted monomers to obtain a polymer having a structural unit represented by Formula A and a structural unit represented by Formula B. The molar ratio of the structural unit represented by Formula A and the structural unit represented by Formula B included in the polymer is 1:1. (MW: 4,000)
[화학식A] [화학식 B][Formula A] [Formula B]
비교합성예 3Comparative Synthesis Example 3
플라스크에 7-히드록시-2H-크로멘-2-온(7-hydroxy-2H-chromen-2-one, 10g), 1,5-다이히드록시나프탈렌(6.7g), 포르말린 수용액(37wt%, 2.5g) 및 옥살산(2g)을 넣고, 100℃에서 24시간 교반하여 합성을 진행하였다. 반응 후 혼합용액을 메틸이소부틸케톤(500ml)에 용해시키고, 충분히 수세하여, 촉매와 금속 불순물을 제거한 후, 감압하여 용제를 제거하였다. 이후, 150℃, 2mmHg까지 감압시켜, 수분과 미반응 단량체를 제거하고, 화학식 A로 표현되는 구조단위와 화학식 C로 표현되는 구조단위를 가지는 중합체를 얻었다. 상기 중합체에 포함된 화학식 A로 표현되는 구조단위와 화학식 C로 표현되는 구조단위의 몰비는 1:1이다. (MW: 4,000)In a flask, 7-hydroxy-2H-chromen-2-one (7-hydroxy-2H-chromen-2-one, 10g), 1,5-dihydroxynaphthalene (6.7g), aqueous formalin solution (37wt%, 2.5 g) and oxalic acid (2 g) were added, and the mixture was stirred at 100° C. for 24 hours to proceed with the synthesis. After the reaction, the mixed solution was dissolved in methyl isobutyl ketone (500 ml), washed with water sufficiently to remove the catalyst and metal impurities, and then the solvent was removed under reduced pressure. Thereafter, the pressure was reduced to 150° C. and 2 mmHg to remove moisture and unreacted monomers, and a polymer having a structural unit represented by Formula A and a structural unit represented by Formula C was obtained. The molar ratio of the structural unit represented by Formula A and the structural unit represented by Formula C included in the polymer is 1:1. (MW: 4,000)
[화학식 A] [화학식 C] [Formula A] [Formula C]
하드마스크 조성물의 형성: 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3Formation of hard mask composition: Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3
상기 합성예 1 내지 6 및 비교합성예 1 내지 3에서 얻어진 각각의 중합체를 각각 3.0g씩 계량하여 PGMEA 17g에 균일하게 녹이고, 0.1μm 테플론 필터로 여과하여, 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3의 하드마스크 조성물을 제조하였다.Each of the polymers obtained in Synthesis Examples 1 to 6 and Comparative Synthesis Examples 1 to 3 was weighed by 3.0 g, uniformly dissolved in 17 g of PGMEA, filtered through a 0.1 μm Teflon filter, and Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to A hard mask composition of 3 was prepared.
평가 1. 갭-필 특성 및 평탄화 특성Evaluation 1. Gap-Fill Characteristics and Planarization Characteristics
도 1은 평탄화 특성의 평가 방법을 설명하기 위해 하드마스크 층의 단차를 예시적으로 보여주는 참고도이다.1 is a reference diagram exemplarily showing a step difference of a hardmask layer in order to explain a method for evaluating planarization characteristics.
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3에 따른 하드마스크조성물을 용질 대비 용매의 질량비를 3대 97로 조정하여 각각 실리콘 패턴 웨이퍼위에 도포하고 베이크하여 두께 1,100Å의 유기막을 형성하였다.The hard mask compositions according to Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 were coated on a silicon pattern wafer by adjusting the mass ratio of solute to solvent to 3 to 97, respectively, and baked to form an organic film having a thickness of 1,100 Å.
갭-필 특성은 전자 주사 현미경(SEM)을 사용하여 패턴 단면을 관찰하여 보이드(void) 발생 유무로 판별하였다.The gap-fill characteristics were determined by observing the pattern cross-section using a scanning electron microscope (SEM) to determine the presence or absence of voids.
평탄화 특성(단차 측정)은 도 1에서 기판에서 패턴이 형성되지 않은 임의의 3개 지점에서 측정한 박막의 두께의 평균값(h1)과기판에서 패턴이 형성된 임의의 3개 지점에서 측정한 박막의 두께의 평균값(h2)을 SEM으로 측정하여 계산하고, 단차(|h1- h2|)를 계산하였다. 단차(|h1- h2|)가 작을수록 평탄화 특성이 우수한 것이다.The planarization characteristic (step difference measurement) is the average value (h 1 ) of the thickness of the thin film measured at three arbitrary points where no pattern is formed on the substrate in FIG. 1 and the thickness of the thin film measured at three arbitrary points where the pattern is formed on the substrate The average value (h 2 ) of the thickness was measured by SEM and calculated, and the step (|h 1 - h 2 |) was calculated. The smaller the step (|h1-h2|), the better the planarization characteristic.
그 결과는 표 1과 같다.The results are shown in Table 1.
(Void 유무)Gap-Fill Characteristics
(With or without Void)
(단차, Å)flattening properties
(step difference, Å)
표 1을 참고하면, 실시예 1 내지 6에 따른 하드마스크 조성물로부터 형성된 유기막은 비교예 1 내지 3에 따른 하드마스크 조성물로부터 형성된 유기막보다 우수한 평탄화 특성을 가짐을 알 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that the organic film formed from the hardmask compositions according to Examples 1 to 6 has superior planarization properties than the organic films formed from the hardmask compositions according to Comparative Examples 1 to 3.
평가 2. 내식각성Evaluation 2. Corrosion resistance
실시예 1 내지 6, 비교예 1 내지 3에 따른 하드마스크 조성물을 용질 대비 용매의 질량비를 15 대 85로 조정하여 각각 실리콘 웨이퍼에 스핀-코팅한 후, 약 400℃에서 2분간 열처리하여 두께 4,000Å의 유기막을 형성하였다.The hard mask compositions according to Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 were spin-coated on a silicon wafer by adjusting the mass ratio of solute to solvent to 15 to 85, respectively, and then heat-treated at about 400° C. for 2 minutes to have a thickness of 4,000 Å of an organic film was formed.
상기 유기막의 두께를 측정하고, 이어서 상기 유기막에 CHF3/CF4 가스 및 N2/O2 혼합 가스를 사용하여 각각 100초 및 60초 동안 건식 식각한 후 유기막의 두께를 다시 측정하였다. The thickness of the organic layer was measured, and then, the organic layer was dry-etched using CHF 3 /CF 4 gas and N 2 /O 2 mixed gas for 100 seconds and 60 seconds, respectively, and then 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.The bulk etch rate (BER) was calculated from the difference in the thickness of the organic layer before and after dry etching and the etching time by Equation 1 below.
[계산식 1][Formula 1]
식각율(Å/s)=(초기 유기막 두께 - 식각 후 유기막 두께)/식각 시간Etch rate (Å/s) = (initial organic film thickness - organic film thickness after etching) / etch time
그 결과는 표 2와같다.The results are shown in Table 2.
표 2를 참고하면, 실시예 1 내지 6에 따른 하드마스크 조성물로 제조한 유기막은 비교예 1 내지 3에 따른하드마스크 조성물로 제조한 유기막과 비교하여 개선된 내식각성을 나타냄을 확인할 수 있다.Referring to Table 2, it can be seen that the organic film prepared with the hard mask composition according to Examples 1 to 6 exhibits improved etch resistance compared to the organic film prepared with the hard mask composition according to Comparative Examples 1 to 3.
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 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 as defined in the following claims are also presented. It is within the scope of the right of the invention.
Claims (19)
용매
를 포함하는 하드마스크 조성물:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
A는 하기 화학식 2-1 내지 2-6 중 어느 하나로 표현되는 모이어티이고,
B는 하기 화학식 3 또는 화학식 4로 표현되는 기이다:
[화학식 2-1] [화학식 2-2] [화학식 2-3]
[화학식 2-4] [화학식 2-5] [화학식 2-6]
상기 화학식 2-1 내지 2-6에서,
Ra는 수소, 할로겐, 카복실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 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,
Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 아민기, 시아노기, 카복실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 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,
Rd는 수소, 할로겐, 카복실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 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,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 히드록시기, 아민기, 시아노기, 카복실기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 옥소알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시카보닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 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,
l 은 0 내지 2인 정수이다:
[화학식 3] [화학식 4]
상기 화학식 3 및 화학식 4에서,
Ar1 내지 Ar4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,
Ar1과 Ar2는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 결합하여 고리를 형성하고,
Ar3과 Ar4는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 결합하여 고리를 형성하고,
L은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 헤테로알킬렌기, 또는 이들의 조합이고,
*는 화학식 1의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.A polymer comprising a first structural unit represented by the following formula (1), and
menstruum
A hard mask composition comprising:
[Formula 1]
In Formula 1,
A is a moiety represented by any one of Formulas 2-1 to 2-6,
B is a group represented by the following formula (3) or (4):
[Formula 2-1] [Formula 2-2] [Formula 2-3]
[Formula 2-4] [Formula 2-5] [Formula 2-6]
In Formulas 2-1 to 2-6,
R a is hydrogen, halogen, a carboxyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 oxoalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxycarbonyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a 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 unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, substituted Or an unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof,
R b and R c are each independently hydrogen, halogen, amine group, cyano group, carboxyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 oxoalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxycarbonyl group, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylamine group, substituted or unsubstituted C1 to C10 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, A substituted or unsubstituted C3 to 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; ,
R d is 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 C10 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 unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, substituted Or an unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof,
R 1 and R 2 are each independently hydrogen, halogen, hydroxyl group, amine group, cyano group, carboxyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 oxoalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxycarbonyl group, substituted or unsubstituted A substituted C1 to C20 alkylamine group, a 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 alkyl group Nyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, substituted or unsubstituted A cyclic C3 to C30 heterocyclic group or a combination thereof,
l is an integer from 0 to 2:
[Formula 3] [Formula 4]
In Formulas 3 and 4,
Ar 1 to Ar 4 are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,
Ar 1 and Ar 2 are each independently present or combine with each other to form a ring,
Ar 3 and Ar 4 each independently exist or combine with each other to form a ring,
L is a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C6 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 heteroalkylene group, or a combination thereof;
* is a point of connection with other moieties in the polymer of formula (1).
l은 1 또는 2 인 하드마스크 조성물.In claim 1,
l is 1 or 2 of the hard mask composition.
Ra는 수소, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 옥소에틸기, 옥소프로필기, 옥소부틸기, 메톡시메틸기, 메톡시에틸기, 메톡시프로필기, 에톡시메틸기, 에톡시에틸기, 에톡시프로필기, 프로폭시메틸기, 프로폭시에틸기, 프로폭시프로필기 또는 이들의 조합인 하드마스크 조성물.In claim 1,
R a is hydrogen, methyl group, ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, iso-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, oxoethyl group, oxopropyl group, oxobutyl group, A hard mask composition comprising a methoxymethyl group, a methoxyethyl group, a methoxypropyl group, an ethoxymethyl group, an ethoxyethyl group, an ethoxypropyl group, a propoxymethyl group, a propoxyethyl group, a propoxypropyl group, or a combination thereof.
Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 수소, F, Br, Cl, I, 시아노기, 치환 또는 비치환된 메틸기, 치환 또는 비치환된 에틸기, 치환 또는 비치환된 n-프로필기, 치환 또는 비치환된 iso-프로필기, 치환 또는 비치환된 n-부틸기, 치환 또는 비치환된 iso-부틸기, 치환 또는 비치환된 sec-부틸기, 치환 또는 비치환된 tert-부틸기, 치환 또는 비치환된 옥소에틸기, 치환 또는 비치환된 옥소프로필기, 치환 또는 비치환된 옥소부틸기 또는 이들의 조합인 하드마스크 조성물.In claim 1,
R b and R c are each independently hydrogen, F, Br, Cl, I, a cyano group, a substituted or unsubstituted methyl group, a substituted or unsubstituted ethyl group, a substituted or unsubstituted n-propyl group, a substituted or unsubstituted iso-propyl group, substituted or unsubstituted n-butyl group, substituted or unsubstituted iso-butyl group, substituted or unsubstituted sec-butyl group, substituted or unsubstituted tert-butyl group, substituted or unsubstituted A hard mask composition comprising a oxoethyl group, a substituted or unsubstituted oxopropyl group, a substituted or unsubstituted oxobutyl group, or a combination thereof.
상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-6 중 어느 하나로 표현되는 모이어티는 하기 그룹 1에서 선택되는 어느 하나인 하드마스크 조성물.
[그룹 1]
In claim 1,
The moiety represented by any one of Chemical Formulas 2-1 to 2-6 is a hard mask composition selected from the following Group 1.
[Group 1]
B는 하기 그룹 2에서 선택되는 하드마스크 조성물:
[그룹 2]
상기 그룹 2에서,
L은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 헤테로알킬렌기 또는 이들의 조합이고,
R3 내지 R6은 각각 독립적으로 히드록시기, 티올기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
a 내지 d는 각각 독립적으로 0 내지 4인 정수이고,
m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이고,
*는 화학식 1의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.In claim 1,
B is a hard mask composition selected from the following group 2:
[Group 2]
In group 2,
L is a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C6 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 heteroalkylene group, or a combination thereof,
R 3 to R 6 are each independently a hydroxyl group, a thiol group, a cyano group, a substituted or unsubstituted amino group, a halogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or Unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylamine group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted C1 to C20 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof;
a to d are each independently an integer of 0 to 4,
m and n are each independently an integer of 1 to 3,
* is the point of connection with other moieties in the polymer of formula (1).
상기 중합체가 상기 제1 구조단위와 다른 제2 구조단위를 더 포함하는 하드마스크 조성물.In claim 1,
The hard mask composition wherein the polymer further comprises a second structural unit different from the first structural unit.
상기 제2 구조단위는 하기 화학식 5로 표현되는 하드마스크 조성물:
[화학식 5]
상기 화학식 5에서,
C는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 비방향족고리기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족고리기, 치환 또는 비치환된 헤테로고리기, 이들의 융합고리 또는 이들의 조합이고,
D는 적어도 하나의 4차 탄소를 포함하는 2가의 유기기이고 상기 B와 같거나 다르다.In claim 10,
The second structural unit is a hard mask composition represented by the following Chemical Formula 5:
[Formula 5]
In Formula 5,
C is a substituted or unsubstituted C3 to C30 non-aromatic ring group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a fused ring thereof, or a combination thereof,
D is a divalent organic group containing at least one quaternary carbon and is the same as or different from B above.
C는 적어도 하나의 다환고리를 포함하는 하드마스크 조성물.In claim 11,
C is a hard mask composition comprising at least one polycyclic ring.
C는 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프틸렌기, 치환 또는 비치환된 아세나프틸레닐렌기, 치환 또는 비치환된 아세나프테닐렌기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐렌기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기, 치환 또는 비치환된 테트라세닐렌기, 치환 또는 비치환된 트라이페닐레닐렌기, 치환 또는 비치환된 크리세닐렌기, 치환 또는 비치환된 파이레닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 벤조페난트레닐렌기, 치환 또는 비치환된 벤조플루오란테닐렌기, 치환 또는 비치환된 펜타세닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이나프틸렌기, 치환 또는 비치환된 벤조파이레닐렌기, 치환 또는 비치환된 퍼릴레닐렌기, 치환 또는 비치환된 플루오란테닐렌기, 치환 또는 비치환된 벤조퍼릴레닐렌기, 치환 또는 비치환된 코로네닐렌기, 치환 또는 비치환된 다이벤조플루오란테닐렌기 또는 하기 화학식 6으로 표현되는 기인 하드마스크 조성물:
[화학식 6]
상기 화학식 6에서,
Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족고리기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
Ar5 및 Ar6는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,
*는 화학식 3의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.In claim 11,
C is a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted naphthylene group, a substituted or unsubstituted acenaphthylenylene group, a substituted or unsubstituted acenaphthenylene group, a substituted or unsubstituted anthracenylene group, substituted or an unsubstituted phenanthrenylene group, a substituted or unsubstituted tetracenylene group, a substituted or unsubstituted triphenylenylene group, a substituted or unsubstituted chrysenylene group, a substituted or unsubstituted pyrenylene group, a substituted or unsubstituted a biphenylene group, a substituted or unsubstituted benzophenanthrenylene group, a substituted or unsubstituted benzofluoranthenylene group, a substituted or unsubstituted pentacenylene group, a substituted or unsubstituted binaphthylene group, a substituted or unsubstituted benzopyrenylene group, substituted or unsubstituted perylenylene group, substituted or unsubstituted fluoranthenylene group, substituted or unsubstituted benzoperylenylene group, substituted or unsubstituted coronenylene group, substituted or unsubstituted A hard mask composition comprising a cyclic dibenzofluoranthenylene group or a group represented by the following formula (6):
[Formula 6]
In Formula 6,
Y 1 and Y 2 are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof ego,
Ar 5 and Ar 6 are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,
* is the point of connection with other moieties in the polymer of formula (3).
C는 히드록시기 및 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기 중 적어도 하나를 포함하는 하드마스크 조성물.In claim 11,
C is a hydroxy group and a hard mask composition comprising at least one of a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group.
D는 적어도 하나의 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 고리를 포함하는 하드마스크 조성물.In claim 11,
D is a hardmask composition comprising at least one substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic ring.
D는 하기 화학식 7 또는 화학식 8로 표현되는 하드마스크 조성물:
[화학식 7] [화학식 8]
상기 화학식 7 및 화학식 8에서,
Ar1 내지 Ar4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고,
Ar1과 Ar2는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 결합하여 고리를 형성하고,
Ar3과 Ar4는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 결합하여 고리를 형성하고,
L은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 헤테로알킬렌기 또는 이들의 조합이고,
*는 화학식 1의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.In claim 11,
D is a hard mask composition represented by the following Chemical Formula 7 or Chemical Formula 8:
[Formula 7] [Formula 8]
In Formulas 7 and 8,
Ar 1 to Ar 4 are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group,
Ar 1 and Ar 2 each independently exist or combine with each other to form a ring,
Ar 3 and Ar 4 are each independently present or combine with each other to form a ring,
L is a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C6 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 heteroalkylene group, or a combination thereof,
* is the point of connection with other moieties in the polymer of formula (1).
D는 하기 그룹 3에서 선택되는 하드마스크 조성물:
[그룹 3]
상기 그룹 3에서,
L은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 헤테로알킬렌기 또는 이들의 조합이고,
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 히드록시기, 티올기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
a 내지 d는 각각 독립적으로 0 내지 4인 정수이고,
m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이고,
*는 화학식 1의 중합체 내 다른 모이어티와의 연결지점이다.17. In claim 16,
D is a hard mask composition selected from the following group 3:
[Group 3]
In group 3,
L is a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C6 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 heteroalkylene group, or a combination thereof,
R 1 to R 4 are each independently a hydroxyl group, a thiol group, a cyano group, a substituted or unsubstituted amino group, a halogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or Unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylamine group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted C1 to C20 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof;
a to d are each independently an integer of 0 to 4,
m and n are each independently an integer of 1 to 3,
* is the point of connection with other moieties in the polymer of formula (1).
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.18. A method comprising: applying a hardmask composition according to any one of claims 1, 3 to 6, and 9 to 17 on the material layer and heat-treating to form a hardmask layer;
forming a photoresist layer over 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;
A pattern forming method comprising a.
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