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KR20130113596A - Photoresist composition for forming guide pattern and method for forming fine pattern using the same - Google Patents

Photoresist composition for forming guide pattern and method for forming fine pattern using the same Download PDF

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KR20130113596A
KR20130113596A KR1020120035873A KR20120035873A KR20130113596A KR 20130113596 A KR20130113596 A KR 20130113596A KR 1020120035873 A KR1020120035873 A KR 1020120035873A KR 20120035873 A KR20120035873 A KR 20120035873A KR 20130113596 A KR20130113596 A KR 20130113596A
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forming
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Abstract

PURPOSE: A photoresist composition for forming guide patterns, including a photosensitive polymer having the cyanate functional group is provided to be able to form thermally stable guide patterns by self-crosslinking when heating. CONSTITUTION: A photoresist composition for forming guide patterns comprises a photosensitive polymer including 1-60 mol% of the repeating unit represented by Chemical formula 1, and 40-99 mol% of the repeating unit selected from the group consisting of the repeating unit represented by Chemical formula 2, the repeating unit represented by Chemical formula 3 and a mixture thereof; a photo acid generator; and an organic solvent. The photosensitive polymer is selected from the group consisting of polymers represented by Chemical formulas 4a-4b.

Description

가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법{Photoresist composition for forming guide pattern and method for forming fine pattern using the same}Photoresist composition for forming guide pattern and method for forming fine pattern using same {Photoresist composition for forming guide pattern and method for forming fine pattern using the same}

본 발명은 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 블록공중합체(block copolymer: BCP)의 자가정렬을 이용한 DSA(directed self assembly) 공정에 사용되는 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a photoresist composition for forming a guide pattern, and more particularly, to a photoresist composition for forming a guide pattern used in a direct self assembly (DSA) process using a self-alignment of a block copolymer (BCP). And it relates to a fine pattern forming method using the same.

반도체 디바이스의 소형화 및 집적화에 수반하여, 미세패턴의 구현이 요구되고 있으며, 이러한 미세패턴의 형성을 위한 방법으로는 노광 장비의 개발 또는 추가적인 공정의 도입을 통한 포토레지스트 패턴의 미세화가 가장 효과적이다.With the miniaturization and integration of semiconductor devices, the implementation of micropatterns is required. As a method for forming such micropatterns, miniaturization of photoresist patterns through development of exposure equipment or introduction of additional processes is most effective.

이러한 추가적인 공정 중, 블록공중합체(block copolymer: BCP)의 자가정렬을 이용한 DSA(directed self assembly) 공정은, 광학적인 패턴 형성 방법의 한계로 여겨지는 패턴 선폭의 사이즈가 20nm 이하인 패턴을 구현할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
Among these additional processes, the direct self assembly (DSA) process using the self-alignment of the block copolymer (BCP) can realize a pattern having a pattern line width of 20 nm or less, which is considered to be a limitation of the optical pattern forming method. It is expected to be.

상기 DSA 공정은 블록공중합체의 무질서한 배향을 기존의 포토레지스트 패턴 공정과 접목하여 패턴의 배향성을 일정한 방향으로 향하게 함으로써 미세화된 반도체 패턴을 형성할 수 있는 방법이다. 즉, 상기 DSA 공정은 BCP의 배향을 위하여, BCP를 포토레지스트 패턴이 형성된 웨이퍼(wafer) 또는 ITO글라스 등의 박막에 코팅 및 가열하여 BCP 코팅막을 형성한 다음, 코팅된 박막을 BCP의 글라스전이온도(Tg) 이상의 온도로 가열하여 BCP가 재배열되게 함으로써 일정한 규칙성을 가지는 자가정렬 패턴을 얻을 수 있는 것이다.The DSA process is a method of forming a refined semiconductor pattern by aligning the disordered orientation of the block copolymer with a conventional photoresist pattern process to direct the orientation of the pattern in a predetermined direction. That is, in the DSA process, in order to align the BCP, the BCP is coated and heated on a thin film such as a wafer or ITO glass on which a photoresist pattern is formed, to form a BCP coating film, and then the coated thin film is subjected to the glass transition temperature of the BCP. By heating to a temperature of (Tg) or more and realigning the BCP, a self-aligned pattern having a certain regularity can be obtained.

따라서, 현재 상기 BCP를 이용한 공정(DSA 공정)을 이용하여 패턴이 일정한 배열성을 갖게 하는 연구가 진행되고 있으며, 기존의 포토레지스트 조성물을 이용하여 가이드 패턴을 형성한 후, 패턴과 패턴 사이의 스페이스(space) 부위에 BCP를 채우고 이를 가열하여 자가배열하도록 함으로써 미세패턴을 형성하는 것이, 신규한 노광 장비를 개발하거나 기존의 타 공정에 비하여, 소형화 및 집적화 된 반도체, LCD 등을 생산하는 원가를 효과적으로 낮출 수 있다.Therefore, a study is currently being conducted to have a uniform arrangement of patterns using the BCP process (DSA process), and after forming a guide pattern using a conventional photoresist composition, a space between the pattern and the pattern Forming a micropattern by filling BCP in the space and heating it to self-arrangement effectively reduces the cost of developing miniaturized and integrated semiconductors, LCDs, etc. compared to other processes, such as developing new exposure equipment. Can be lowered.

그러나, 상기 DSA 공정의 경우, BCP의 자가배열을 위하여 BCP의 Tg 이상의 높은 온도(예를 들면, 200 내지 250℃)에서 가열 공정이 진행되어야 하므로, 열적 안정성이 우수하지 못한 포토레지스트 조성물을 사용하여 형성한 가이드 패턴에는 DSA 공정을 적용하기 어려운 문제점이 있다.
However, in the case of the DSA process, since the heating process must be performed at a temperature higher than the Tg of the BCP (for example, 200 to 250 ° C.) for self-alignment of the BCP, a photoresist composition having poor thermal stability is used. There is a problem in that the guide pattern formed is difficult to apply the DSA process.

따라서, 본 발명의 목적은, 블록공중합체(block copolymer: BCP)의 자가정렬을 위한 가열 공정에서 흐름 현상(reflow)이 일어나지 않고, BCP 코팅 과정 시 사용되는 용매(PGMEA 등)에 저항성을 가지며, 열적 안정성이 우수한 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 미세패턴 형성방법을 제공하는 것이다.
Accordingly, an object of the present invention is not to reflow in a heating process for self-alignment of a block copolymer (BCP), and has resistance to a solvent (PGMEA, etc.) used in a BCP coating process, It is to provide a photoresist composition for forming a guide pattern excellent in thermal stability and a micropattern forming method using the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위 1 내지 60몰%, 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위, 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 반복단위 40 내지 99몰%를 포함하는 감광성 고분자; 광산발생제; 및 유기용매를 포함하는 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is from the group consisting of 1 to 60 mol% of repeating units represented by the following formula (1), and repeating units represented by the following formula (2), repeating units represented by the following formula (3) and mixtures thereof A photosensitive polymer comprising 40 to 99 mol% of selected repeating units; Photoacid generators; And it provides a photoresist composition for forming a guide pattern comprising an organic solvent.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[화학식 2](2)

Figure pat00002
Figure pat00002

[화학식 3](3)

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 1 내지 3에서, R은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이며, R1은 헤테로 원자를 1 내지 4개 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1 내지 20의 선형, 분지형 또는 환형 탄화수소기(2가의 탄화수소 라디칼)이고, R2는 탄소수 1 내지 20의 선형, 분지형 또는 환형 탄화수소기(1가의 탄화수소 라디칼)이며, R3은 헤테로 원자를 1 내지 4개 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1 내지 20의 선형, 분지형 또는 환형 탄화수소기(1가의 탄화수소 라디칼)이다.
In Chemical Formulas 1 to 3, each R independently represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 1 represents a linear, branched or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, including or without 1 to 4 heteroatoms (divalent hydrocarbon). Radicals), R 2 is a linear, branched or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms (monovalent hydrocarbon radical), and R 3 is linear having 1 to 20 carbon atoms, with or without 1 to 4 heteroatoms, Branched or cyclic hydrocarbon groups (monovalent hydrocarbon radicals).

또한, 본 발명은 상기 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물을 도포하여 포토레지스트막을 형성하는 단계; 및 상기 포토레지스트막을 노광 및 현상하여 가이드 패턴(1차 패턴)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세패턴 형성방법을 제공한다.
In addition, the present invention is to form a photoresist film by applying the photoresist composition for forming the guide pattern; And exposing and developing the photoresist film to form a guide pattern (primary pattern).

본 발명에 따른 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물은 반복단위에 시아네이트기(cyanate group)를 포함하는 감광성 고분자를 포함하는 것으로서, 가열 시, 자가가교에 의해 열적으로 안정한 가이드 패턴을 형성할 수 있는 것이다. 따라서, 높은 온도(예를 들면, 150 내지 250℃)에서 블록공중합체(block copolymer: BCP)의 자가정렬이 진행되는 DSA(directed self assembly) 공정의 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물로서 유용하다.
The photoresist composition for forming a guide pattern according to the present invention includes a photosensitive polymer including a cyanate group in a repeating unit, and when heated, can form a thermally stable guide pattern by self-crosslinking. . Therefore, it is useful as a photoresist composition for forming a guide pattern of a direct self assembly (DSA) process in which self-alignment of a block copolymer (BCP) is performed at a high temperature (for example, 150 to 250 ° C).

도 1은 본 발명의 실시예 11에 따른 가이드 패턴(포토레지스트 패턴)의 주사전자현미경 사진.1 is a scanning electron micrograph of a guide pattern (photoresist pattern) according to Example 11 of the present invention.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물은 블록공중합체(block copolymer: BCP)의 자가정렬을 이용한 DSA(directed self assembly) 공정에 사용되는 가이드 패턴을 형성하기 위한 것으로서, 감광성 고분자, 광산발생제 및 유기용매를 포함한다.
The photoresist composition for forming a guide pattern according to the present invention is for forming a guide pattern used in a direct self assembly (DSA) process using a self-alignment of a block copolymer (BCP), and a photosensitive polymer and a photoacid generator. And organic solvents.

본 발명에 사용되는 감광성 고분자는 반복단위에 시아네이트기(cyanate group)를 포함하는 것으로서, 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위 1 내지 60몰%, 바람직하게는 3 내지 40몰%, 더욱 바람직하게는 10 내지 30몰%, 가장 바람직하게는 15 내지 30몰%, 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위, 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 반복단위 40 내지 99몰%, 바람직하게는 60 내지 97몰%, 더욱 바람직하게는 70 내지 90몰%, 가장 바람직하게는 70 내지 85몰%를 포함한다.The photosensitive polymer used in the present invention includes a cyanate group in the repeating unit, 1 to 60 mol%, preferably 3 to 40 mol%, and more preferably 1 to 60 mol% of the repeating unit represented by the following general formula (1). 10 to 30 mole%, most preferably 15 to 30 mole%, and 40 to 99 moles of repeating units selected from the group consisting of a repeating unit represented by the following formula (2), a repeating unit represented by the following formula (3) and mixtures thereof %, Preferably 60 to 97 mol%, more preferably 70 to 90 mol%, most preferably 70 to 85 mol%.

Figure pat00004
Figure pat00004

Figure pat00005
Figure pat00005

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 화학식 1 내지 3에서, R은 각각 독립적으로 수소원자 또는 메틸기이며, R1은 헤테로 원자를 1 내지 4개 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1 내지 20의 선형, 분지형 또는 환형 탄화수소기(2가의 탄화수소 라디칼), 예를 들면, 산소 원자(O), 황 원자(S) 등의 헤테로 원자를 1 내지 3개 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1 내지 15의 선형, 분지형 또는 환형 탄화수소기이다. R2는 탄소수 1 내지 20, 예를 들면, 1 내지 15의 선형, 분지형 또는 환형 탄화수소기(1가의 탄화수소 라디칼)이며, R3은 헤테로 원자를 1 내지 4개 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1 내지 20의 선형, 분지형 또는 환형 탄화수소기(1가의 탄화수소 라디칼), 예를 들면, 산소 원자(O), 황 원자(S) 등의 헤테로 원자를 1 내지 3개 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1 내지 15의 선형, 분지형 또는 환형 탄화수소기(락톤기 등)이다.In Chemical Formulas 1 to 3, each R is independently a hydrogen atom or a methyl group, and R 1 is a linear, branched or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms with or without 1 to 4 heteroatoms (bivalent hydrocarbon) Radical), for example, a linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms with or without containing 1 to 3 heteroatoms such as oxygen atom (O), sulfur atom (S) and the like. R 2 is a linear, branched or cyclic hydrocarbon group (monovalent hydrocarbon radical) having 1 to 20 carbon atoms, for example, 1 to 15, and R 3 has 1 to 4 carbon atoms with or without containing 1 to 4 heteroatoms. 20 linear, branched or cyclic hydrocarbon groups (monovalent hydrocarbon radicals), for example, 1 to 15 carbon atoms with or without containing 1 to 3 heteroatoms such as oxygen atom (O), sulfur atom (S) Linear, branched or cyclic hydrocarbon groups (such as lactone groups).

상기 R1의 비한정적인 예로는,

Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
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Figure pat00012
,
Figure pat00013
,
Figure pat00014
,
Figure pat00015
,
Figure pat00016
,
Figure pat00017
,
Figure pat00018
등을 예시할 수 있고, 상기 R2의 비한정적인 예로는,
Figure pat00019
,
Figure pat00020
,
Figure pat00021
,
Figure pat00022
,
Figure pat00023
,
Figure pat00024
,
Figure pat00025
,
Figure pat00026
,
Figure pat00027
,
Figure pat00028
등을 예시할 수 있으며, 상기 R3의 비한정적인 예로는,
Figure pat00029
,
Figure pat00030
,
Figure pat00031
,
Figure pat00032
,
Figure pat00033
,
Figure pat00034
,
Figure pat00035
등을 예시할 수 있다(상기 화학식에서, *는 결합부위를 나타낸다).
Non-limiting examples of R 1 ,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
,
Figure pat00012
,
Figure pat00013
,
Figure pat00014
,
Figure pat00015
,
Figure pat00016
,
Figure pat00017
,
Figure pat00018
And the like, and non-limiting examples of the above R 2 ,
Figure pat00019
,
Figure pat00020
,
Figure pat00021
,
Figure pat00022
,
Figure pat00023
,
Figure pat00024
,
Figure pat00025
,
Figure pat00026
,
Figure pat00027
,
Figure pat00028
And the like, and non-limiting examples of R 3 ,
Figure pat00029
,
Figure pat00030
,
Figure pat00031
,
Figure pat00032
,
Figure pat00033
,
Figure pat00034
,
Figure pat00035
And the like (in the formula, * represents a binding site).

상기 감광성 고분자에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위의 함량이 1몰% 미만이면, 가이드 패턴 형성 시, 고분자 내에서의 가교도가 충분하지 못하여 열적인 안정성이 저하될 우려가 있으며, 60몰%를 초과하면, 가이드 패턴이 형성되지 않거나, 스컴(scum)이 발생할 우려가 있다. 또한, 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 반복단위의 함량이 40몰% 미만이면, 감광성 고분자의 탈보호 후, 감광성 고분자 내의 -COOH기의 함량이 적어 형성된 가이드 패턴이 불량해질 우려가 있으며, 99몰%를 초과하면, 과다한 산 확산에 의하여 가이드 패턴 형성이 어려워질 우려가 있다.
In the photosensitive polymer, if the content of the repeating unit represented by the formula (1) is less than 1 mol%, when forming the guide pattern, there is a fear that the degree of crosslinking in the polymer may not be sufficient and thermal stability may decrease, and 60 mol% If exceeding, the guide pattern may not be formed or a scum may occur. When the content of the repeating unit selected from the group consisting of the repeating unit represented by the formula (2), the repeating unit represented by the formula (3) and a mixture thereof is less than 40 mol%, after deprotection of the photosensitive polymer, There is a possibility that the guide pattern formed due to the small content of —COOH group may be poor, and when it exceeds 99 mol%, the guide pattern may be difficult to form due to excessive acid diffusion.

상기 감광성 고분자의 대표적인 예로는 하기 화학식 4a 내지 4b로 표시되는 고분자를 예시할 수 있다.Representative examples of the photosensitive polymer may include a polymer represented by the following Chemical Formulas 4a to 4b.

[화학식 4a][Chemical Formula 4a]

Figure pat00036
Figure pat00036

[화학식 4b](4b)

Figure pat00037
Figure pat00037

상기 화학식 4a 내지 4b에서, R, R1, R2 및 R3은 상기 화학식 1 내지 3에서 정의한 바와 같고, a, b, c, d 및 e는 고분자를 구성하는 반복단위의 몰%로서, a 및 d는 1 내지 60몰%, 바람직하게는 3 내지 40몰%, 더욱 바람직하게는 10 내지 30몰%, 가장 바람직하게는 15 내지 30몰%이고, b 및 c는 각각 독립적으로 1 내지 98몰%, 바람직하게는 2 내지 95몰%, 더욱 바람직하게는 5 내지 85몰%, 가장 바람직하게는 10 내지 75몰%이며, e는 40 내지 99몰%, 바람직하게는 60 내지 97몰%, 더욱 바람직하게는 70 내지 90몰%, 가장 바람직하게는 70 내지 85몰%이다. In Chemical Formulas 4a to 4b, R, R 1 , R 2, and R 3 are as defined in Chemical Formulas 1 to 3, and a, b, c, d, and e are mole% of repeating units constituting the polymer. And d is 1 to 60 mol%, preferably 3 to 40 mol%, more preferably 10 to 30 mol%, most preferably 15 to 30 mol%, b and c are each independently 1 to 98 mol %, Preferably 2 to 95 mol%, more preferably 5 to 85 mol%, most preferably 10 to 75 mol%, e is 40 to 99 mol%, preferably 60 to 97 mol%, more Preferably it is 70-90 mol%, Most preferably, it is 70-85 mol%.

상기 감광성 고분자에 있어서, 상기 a, b, c, d 및 e의 범위가 상기 범위를 벗어날 경우, 가이드 패턴 형성 시, 고분자 내에서의 가교도가 충분하지 못하여 열적인 안정성이 저하거나, 가이드 패턴이 형성되지 않거나, 스컴(scum)이 발생할 우려가 있다.
In the photosensitive polymer, when the range of a, b, c, d, and e is out of the range, when the guide pattern is formed, the degree of crosslinking in the polymer is insufficient, so that the thermal stability is low, or the guide pattern is formed. Or scum may occur.

상기 화학식 4a로 표시되는 고분자의 대표적인 예로는, 하기 화학식 5a 내지 5j로 표시되는 고분자를 예시할 수 있다.Representative examples of the polymer represented by Formula 4a may be a polymer represented by the following Formulas 5a to 5j.

[화학식 5a][Chemical Formula 5a]

Figure pat00038
Figure pat00038

[화학식 5b][Chemical Formula 5b]

Figure pat00039
Figure pat00039

[화학식 5c][Chemical Formula 5c]

Figure pat00040
Figure pat00040

[화학식 5d][Chemical Formula 5d]

Figure pat00041
Figure pat00041

[화학식 5e][Chemical Formula 5e]

Figure pat00042
Figure pat00042

[화학식 5f][Formula 5f]

Figure pat00043
Figure pat00043

[화학식 5g][Chemical Formula 5g]

Figure pat00044
Figure pat00044

[화학식 5h][Chemical Formula 5h]

Figure pat00045
Figure pat00045

[화학식 5i][Formula 5i]

Figure pat00046
Figure pat00046

[화학식 5j][Formula 5j]

Figure pat00047
Figure pat00047

상기 화학식 5a 내지 5j에서, R, a, b 및 c는 상기 화학식 4a에서 정의한 바와 같다.
In Chemical Formulas 5a to 5j, R, a, b, and c are as defined in Chemical Formula 4a.

상기 감광성 고분자는 통상의 고분자 중합방법을 사용하여 제조할 수 있으며, 예를 들면, 하기 제조예와 같이, 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위의 시아네이트기(-OCN)가 수산화기(-OH)로 치환된 단량체 및 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 반복단위의 단량체를 통상의 고분자 중합방법으로 중합한 후, 상기 수산화기를 시아네이트기로 치환하여 얻을 수 있다. The photosensitive polymer may be prepared using a conventional polymer polymerization method. For example, the cyanate group (-OCN) of the repeating unit represented by Formula 1 may be a hydroxyl group (-OH), as in the following Preparation Example. Substituted monomer and a repeating unit represented by the formula (2), a repeating unit represented by the formula (3) and a monomer of a repeating unit selected from the group consisting of mixtures thereof are polymerized by a conventional polymer polymerization method, the hydroxyl group It can obtain by substituting a nate group.

전체 가이드 패턴 형성용 조성물에 대하여, 상기 감광성 고분자의 함량은 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 3 내지 15 중량%, 더욱 바람직하게는 5 내지 10 중량%이다. 상기 감광성 고분자의 함량이 1 중량% 미만이면, 가이드 패턴을 형성하지 못할 우려가 있고, 형성된 패턴의 두께가 너무 얇아 가이드 패턴으로서의 역할을 하지 못할 우려가 있고, 30 중량%를 초과하면, 반도체 패턴에서 원하는 두께의 패턴을 얻기가 어려우며, 형성된 가이드 패턴의 높이가 높아 패턴의 형성이 어렵거나, 형성된 패턴의 쓰러짐 현상이 발생할 우려가 있다. 또한, 상기 감광성 고분자의 중량평균분자량(Mw)은 예를 들면, 2,000 내지 50,000, 바람직하게는 4,000 내지 10,000이다. 상기 고분자의 중량평균분자량이 2,000 미만이면, 균일한 가이드 패턴의 형성이 어렵고, 열적인 안정성이 떨어질 우려가 있고, 50,000을 초과하면, 현상과정에서 고분자의 용해도가 낮아 현상시간이 길어질 우려가 있다.
The content of the photosensitive polymer is 1 to 30% by weight, preferably 3 to 15% by weight, more preferably 5 to 10% by weight, based on the total guide pattern forming composition. When the content of the photosensitive polymer is less than 1% by weight, there is a fear that the guide pattern may not be formed, and the thickness of the formed pattern may be too thin to serve as a guide pattern. It is difficult to obtain a pattern having a desired thickness, and the height of the formed guide pattern is high, making it difficult to form the pattern, or there is a fear that the collapse of the formed pattern may occur. In addition, the weight average molecular weight (Mw) of the photosensitive polymer is, for example, 2,000 to 50,000, preferably 4,000 to 10,000. If the weight average molecular weight of the polymer is less than 2,000, it is difficult to form a uniform guide pattern, there is a fear that the thermal stability is lowered, if it exceeds 50,000, the solubility of the polymer is low during the development process may be long development time.

본 발명에 사용되는 광산발생제(photo acid generator: PAG)는, 빛에 의해 산을 발생할 수 있는 화합물을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 설포늄염계 화합물, 아이오도늄염계 화합물, 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 트리페닐설포늄 트리플레이트, 프탈이미도트리플루오로 메탄술포네이트(phthalimidotrifluoro methanesulfonate), 디니트로벤질토실레이트(dinitrobenzyltosylate), n-데실 디술폰(n-decyl disulfone), 나프틸이미도트리플루오로 메탄술포네이트(naphthylimidotrifluoro methanesulfonate), 디페닐요도염 트리플레이트, 디페닐요도염 노나플레이트, 디페닐요도염 헥사플루오로포스페이트, 디페닐요도염 헥사플루오로아르세네이트, 디페닐요도염 헥사플루오로안티모네이트, 디페닐파라메톡시페닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라톨루에닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라터셔리부틸페닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라이소부틸페닐설포늄 트리플레이트, 트리페닐설포늄 트리플레이트, 트리스파라터셔리부틸페닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라메톡시페닐설포늄 노나플레이트, 디페닐파라톨루에닐설포늄 노나플레이트, 디페닐파라터셔리부틸페닐설포늄 노나플레이트, 디페닐파라이소부틸페닐설포늄 노나플레이트, 트리페닐설포늄 노나플레이트, 트리스파라터셔리부틸페닐설포늄 노나플레이트, 헥사플루오로아르세네이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 디부틸나프틸설포늄 트리플레이트로, 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.Photo acid generator (PAG) used in the present invention can be used without limitation, compounds that can generate an acid by light, for example, sulfonium salt compounds, iodonium salt compounds, these Mixtures and the like can be used. Preferably, triphenylsulfonium triflate, phthalimidotrifluoro methanesulfonate, dinitrobenzyltosylate, n-decyl disulfone, naphthylimidotrifluoro Naphthylimidotrifluoro methanesulfonate, diphenylurido salt triflate, diphenylurido salt nonaplate, diphenylurido salt hexafluorophosphate, diphenylurido salt hexafluoroarsenate, diphenylurido salt hexafluoroantimonate, diphenyl Phenylparamethoxyphenylsulfonium triflate, diphenylparatoluenylsulfonium triflate, diphenylparateruylbutylphenylsulfonium triflate, diphenylparaisobutylphenylsulfonium triflate, triphenylsulfonium triflate, Trisparaterylbutylphenylsulfonium triflate, diphenylparamethoxyphenylsulfonium furnace Plate, diphenyl paratoluenyl sulfonium nona plate, diphenyl para butyl phenyl sulphonium nona plate, diphenyl para butyl phenyl sulphonium nona plate, triphenyl sulfonium nona plate, tripara tertiary butyl phenyl sulfonium As nonaplate, hexafluoroarsenate, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, dibutylnaphthylsulfonium triflate, mixtures thereof and the like can be used.

상기 광산발생제의 함량은, 상기 감광성 고분자 100중량부에 대하여, 0.5 내지 15중량부, 바람직하게는 1 내지 8중량부이다. 상기 광산발생제의 함량이, 상기 감광성 고분자 100중량부에 대하여, 0.5중량부 미만이면, 노광원에 대한 반응성이 낮아져 제거하고자 하는 부분(가이드 패턴의 스페이스 부위에 남아있는 부분)을 충분히 제거하지 못할 우려가 있고, 15중량부를 초과하면, 노광원에 대한 감도의 조절이 용이하지 못할 우려가 있다.
The content of the photoacid generator is 0.5 to 15 parts by weight, preferably 1 to 8 parts by weight, based on 100 parts by weight of the photosensitive polymer. When the content of the photoacid generator is less than 0.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the photosensitive polymer, the reactivity with respect to the exposure source becomes low and the part to be removed (part remaining in the space portion of the guide pattern) cannot be sufficiently removed. There exists a possibility that when it exceeds 15 weight part, there exists a possibility that adjustment of the sensitivity with respect to an exposure source may not be easy.

본 발명에 사용되는 유기용매는, 상기 감광성 고분자를 녹이기 위한 것으로서, 통상의 포토레지스트 조성물에 사용되는 유기용매가 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노아세테이트, 디에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜모노아세테이트, 톨루엔, 자일렌, 메틸에틸케톤, 메틸이소아밀케톤, 시클로헥산온, 디옥산, 메틸락테이트, 에틸락테이트, 메틸피루베이트, 에틸피루베이트, 메틸메톡시프로피오네이트, 에틸에톡시프로피오네이트, N,N-디메틸포름아마이드, N,N-디메틸아세트아마이드, N-메틸 2-피롤리돈, 3-에톡시에틸프로피오네이트, 2-헵탄온, 감마-부티로락톤, 2-히드록시프로피온에틸, 2-히드록시 2-메틸프로피온산에틸, 에톡시초산에틸, 히드록시초산에틸, 2-히드록시 3-메틸부탄산메틸, 3-메톡시 2-메칠프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시 2-메틸프로피온산에틸, 초산에틸, 초산부틸 등의 용매를 단독으로 또는 2 내지 4개 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 유기용매의 함량은, 전체 포토레지스트 조성물에 대하여, 상기 감광성 고분자와 광산발생제 등의 첨가제를 제외한 나머지이다.
The organic solvent used in the present invention is for dissolving the photosensitive polymer, the organic solvent used in the conventional photoresist composition can be used without limitation, for example, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, Ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, methyl isoamyl ketone, cyclohexanone, Dioxane, methyl lactate, ethyl lactate, methylpyruvate, ethyl pyruvate, methylmethoxypropionate, ethylethoxypropionate, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N -Methyl 2-pyrrolidone, 3-ethoxyethylpropionate, 2-heptanone, gamma-butyrolactone, 2-hydroxyprop Onethyl, 2-hydroxy ethyl 2-methylpropionate, ethyl ethoxy acetate, ethyl hydroxy acetate, methyl 2-hydroxy 3-methylbutyrate, methyl 3-methoxy 2-methylpropionate, ethyl 3-ethoxypropionate And solvents such as ethyl 3-methoxy 2-methylpropionate, ethyl acetate and butyl acetate may be used alone or in combination of two to four. The content of the organic solvent is the remainder of the entire photoresist composition except for the additives such as the photosensitive polymer and the photoacid generator.

본 발명에 따른 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물은, 필요에 따라, 염기성 산확산 조절제(염기성 화합물, quencher) 등의 첨가제를 더욱 포함할 수 있다.The photoresist composition for forming a guide pattern according to the present invention may further include additives such as a basic acid diffusion regulator (basic compound, quencher) as necessary.

본 발명에 사용되는 염기성 산확산 조절제는, 산의 확산을 제어하기 위하여 사용되는 것으로서, 통상의 포토레지스트 조성물에 사용되는 염기성 산확산 조절제가 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 트리에틸아민, 트리옥틸아민, 트리이소부틸아민, 트리이소옥틸아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 2-피퍼리딘에탄올(2-Piperidine ethanol) 등으로부터 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다. 상기 염기성 산확산 조절제 사용 시, 그 함량은 상기 감광성 고분자 100중량부에 대하여, 0.5 내지 10중량부, 바람직하게는 1 내지 5중량부이다. 상기 염기성 산확산 조절제의 함량이 0.5중량부 미만이면, 노광원에 의한 산 확산을 조절하기 어려우며, 10중량부를 초과하면, 과도하게 산 확산을 억제하여 제거하고자 하는 부분(가이드 패턴의 스페이스 부위에 남아있는 부분)의 제거하지 못할 우려가 있다.
The basic acid diffusion regulator used in the present invention is used to control acid diffusion, and basic acid diffusion regulators used in conventional photoresist compositions can be used without limitation, for example, triethylamine, tri One or more selected from octylamine, triisobutylamine, triisooctylamine, diethanolamine, triethanolamine, 2-piperidine ethanol and the like can be used. When using the basic acid diffusion regulator, the content thereof is 0.5 to 10 parts by weight, preferably 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the photosensitive polymer. When the content of the basic acid diffusion regulator is less than 0.5 parts by weight, it is difficult to control acid diffusion by the exposure source, and when it exceeds 10 parts by weight, the portion to be removed by suppressing excessive acid diffusion (remains in the space portion of the guide pattern) May be impossible to remove.

본 발명에 따른 미세패턴 형성방법(DSA(directed self assembly) 공정)은, 통상의 DSA 공정과 동일하게 수행될 수 있으며, 예를 들면, (a) 실리콘 웨이퍼 위에 폴리스타이렌-코-메타메틸아크릴에시드를 포함하는 자가정렬유도층 조성물을 도포한 후, 예를 들면, 150 내지 250℃의 온도조건에서 30 내지 600초 동안 베이크(bake)함으로써, 블록공중합체(block copolymer: BCP)의 자가정렬유도를 위한 자가정렬유도층을 형성하는 단계, (b) 상기 자가정렬유도층이 형성된 웨이퍼 위에, 본 발명에 따른 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물을 도포하여 포토레지스트막을 형성하는 단계, (c) 상기 포토레지스트막을 노광 및 현상하여 가이드 패턴(1차 패턴)을 형성하는 단계, (d) 상기 가이드 패턴이 형성된 웨이퍼에 폴리스타이렌-블록-메타메틸아크릴에시드 등의 블록공중합체(block copolymer: BCP)를 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(propylene glycol monomethyl ether acetate: PGMEA) 등의 용매에 녹인 용액을 코팅하여 블록공중합체 코팅막을 형성하는 단계, (e) 상기 블록공중합체 코팅막이 형성된 웨이퍼를 상기 블록공중합체의 글라스전이온도(Tg) 이상의 온도로 1 내지 600분 동안 가열하여, 방향성을 갖는 자가정렬 패턴을 얻는 단계, 및 (f) 상기 자가정렬 패턴이 형성된 웨이퍼를 드라이 에치(O2 RIE(reactive ion etching))하는 단계를 포함한다.The micropattern forming method (directed self assembly (DSA) process) according to the present invention may be performed in the same manner as a conventional DSA process. For example, (a) polystyrene-co-methmethylacrylic acid is deposited on a silicon wafer. After applying the self-aligned induction layer composition comprising, bake for 30 to 600 seconds at a temperature of 150 to 250 ℃, for example, for self-aligned induction of block copolymer (BCP) Forming a self-aligned induction layer, (b) applying a photoresist composition for forming a guide pattern according to the present invention onto a wafer on which the self-aligned induction layer is formed, and (c) forming a photoresist film. Exposing and developing to form a guide pattern (primary pattern), (d) a block copolymer such as polystyrene-block-methmethylacrylic acid on the wafer on which the guide pattern is formed; k copolymer: BCP) is coated with a solution of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and the like to form a block copolymer coating film, (e) a wafer on which the block copolymer coating film is formed Is heated to a temperature higher than the glass transition temperature (Tg) of the block copolymer for 1 to 600 minutes to obtain a self-aligned pattern having a directivity, and (f) dry etching the wafer on which the self-aligned pattern is formed (O 2). Reactive ion etching (RIE) is included.

상기 (e) 단계에서, 가이드 패턴 표면의 극성으로 인하여, BCP의 극성 부위가 가이드 패턴의 표면에 위치하게 되고, 극성이 낮은 부위가 가이드 패턴 표면과 먼 쪽에 위치하게 되어, BCP의 자가정렬이 이루어지고, 상기 드라이 에치 단계((f) 단계)에서 메타메틸아크릴에시드 부위가 제거되어 미세패턴을 형성한다.
In the step (e), due to the polarity of the surface of the guide pattern, the polar portion of the BCP is located on the surface of the guide pattern, the low polarity is located far away from the surface of the guide pattern, the self-alignment of the BCP is made In the dry etching step (step (f)), the methacrylacrylic acid site is removed to form a fine pattern.

상기 미세패턴 형성방법(DSA 공정)에서, 상기 가이드 패턴에 흐름 현상(reflow)이 발생할 경우, 가이드 패턴과 웨이퍼의 각도가 수직을 이루지 못하게 되며, 이로 인해 자가정렬되는 패턴의 각도가 웨이퍼에 수직으로 형성되지 못하게 된다. 따라서, 상기 DSA 공정을 사용하여 미세패턴을 형성하기 위해서는, 열적 안정성이 우수하여 흐름 현상이 발생하지 않는 가이드 패턴을 형성할 수 있어야 한다. 통상적인 포토레지스트 조성물에 의해 형성된 패턴의 경우, 열적 안정성이 떨어져 가이드 패턴으로 적합하지 않지만, 본 발명에 따른 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물에 의해 형성된 포토레지스트 패턴(가이드 패턴)의 경우, 열적 안정성이 우수하여, 고온(예를 들면, 150 내지 250℃)에서도 흐름 현상이 발생하지 않으므로, 가이드 패턴으로서 적합하다.
In the fine pattern forming method (DSA process), when a reflow occurs in the guide pattern, the angle between the guide pattern and the wafer may not be perpendicular to each other, so that the angle of the self-aligned pattern is perpendicular to the wafer. It will not form. Therefore, in order to form a fine pattern using the DSA process, it is necessary to form a guide pattern having excellent thermal stability and no flow phenomenon. In the case of the pattern formed by the conventional photoresist composition, thermal stability is not suitable as a guide pattern, but in the case of the photoresist pattern (guide pattern) formed by the photoresist composition for forming a guide pattern according to the present invention, the thermal stability is Since it is excellent and a flow phenomenon does not generate | occur | produce even at high temperature (for example, 150-250 degreeC), it is suitable as a guide pattern.

이하, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. The following examples illustrate the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

[제조예 1] 화학식 5a로 표시되는 감광성 고분자의 제조 Preparation Example 1 Preparation of Photosensitive Polymer Represented by Chemical Formula 5a

반응기에 2-에틸-2-아다만틸 메타아크릴레이트(2-ethyl-2-adamantyl methacrylate) 12.4g(0.05mol), 2-메틸-아크릴릭에시드-2-옥소-테트라 하이드로퓨란-3-일 에스터(2-methylacrylic acid-2-oxo-tetrahydrofuran-3-yl ester) 4.25g(0.03mol), 아세틱에시드 4-하이드록시-싸이클로헥실 에스터(acetic acid 4-hydroxy-cyclohexyl ester) 5.53g(0.03mol) 및 아조비스(이소부티로니트릴)(AIBN) 0.7g를 넣고, 반응물을 무수 테트로히드로퓨란(THF) 100g에 용해시킨 후, 동결방법으로 앰플(ampoule)을 사용하여 가스를 제거하고, 가스가 제거된 반응물을 68℃에서 24시간 동안 중합시켰다. 중합반응이 완결된 후, 과량의 디에틸에테르에 상기 반응생성물을 천천히 적가하면서 침전시킨 다음, 다시 THF로 용해시키고, 용해된 반응생성물을 디에틸에테르에서 재침전시켜 공중합체 14.4g를 얻었다(수율: 56%). 진공건조된 공중합체 14.4g에 시아노젠브로마이드(cyanogen bromide) 12.42g(0.12mol)을 250ml 3구 둥근바닥 플라스크에 넣은 후, 클로로포름(chloroform) 50g에 녹이고, 질소분위기 하에 얼음물을 이용하여 0℃로 냉각하고, 트리에틸아민 11.86g(0.12mol)을 클로로포름 50g에 용해시키고 적하깔때기를 이용하여 천천히 적하시킨 후, 30분 동안 0℃를 유지한 다음 상온으로 올려 12시간 추가 교반하였다. 12시간 후 부반응 생성물을 제거하기 위해, 반응 생성물을 메탄올에 천천히 떨어뜨려 침전시킨 후, 필터하고 메탄올을 이용하여 3회 세척 후, 100℃의 진공오븐을 이용하여 12시간 진공건조하여 상기 화학식 5a로 표시되는 감광성 고분자(R: 메틸기, a: 27.3몰%, b: 45.4몰%, c: 27.3몰%) 8.2g을 얻었다(수율: 57.1%). 상기 감광성 고분자의 겔투과크로마토그래피(GPC) 측정결과, 중량평균분자량(Mw)은 5,760, 분산도(PDI)는 2.21이었다.
12.4 g (0.05 mol) 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate, 2-methyl-acrylic acid-2-oxo-tetra hydrofuran-3-yl ester in the reactor 4.25 g (0.03 mol) of (2-methylacrylic acid-2-oxo-tetrahydrofuran-3-yl ester), 5.53 g (0.03 mol) of acetic acid 4-hydroxy-cyclohexyl ester ) And 0.7 g of azobis (isobutyronitrile) (AIBN) were added, the reactant was dissolved in 100 g of anhydrous tetrahydrofuran (THF), and the gas was removed using an ampoule by freezing. The reaction was removed and polymerized at 68 ° C. for 24 hours. After completion of the polymerization reaction, the reaction product was slowly added dropwise to excess diethyl ether and precipitated, and then dissolved in THF. The dissolved reaction product was reprecipitated in diethyl ether to obtain 14.4 g of a copolymer (yield). : 56%). 12.42 g (0.12 mol) of cyanogen bromide was added to a 250 ml three-necked round bottom flask in 14.4 g of the vacuum-dried copolymer, and then dissolved in 50 g of chloroform. After cooling, 11.86 g (0.12 mol) of triethylamine was dissolved in 50 g of chloroform, and slowly added dropwise using a dropping funnel, and then maintained at 0 ° C. for 30 minutes, and then stirred at room temperature for 12 hours. After 12 hours, in order to remove the side reaction product, the reaction product was slowly dropped into methanol, precipitated, filtered, washed three times with methanol, and then vacuum dried for 12 hours using a vacuum oven at 100 ° C. to Chemical Formula 5a. 8.2g of obtained photosensitive polymers (R: methyl group, a: 27.3 mol%, b: 45.4 mol%, c: 27.3 mol%) were obtained (yield: 57.1%). Gel permeation chromatography (GPC) measurement of the photosensitive polymer, the weight average molecular weight (Mw) was 5,760, dispersion degree (PDI) was 2.21.

[제조예 2] 화학식 5b로 표시되는 감광성 고분자의 제조 Preparation Example 2 Preparation of Photosensitive Polymer Represented by Chemical Formula 5b

상기 아세틱에시드 4-하이드록시-싸이클로헥실 에스터 5.53g(0.03mol) 대신 2-메틸아크릴릭에시드-바이싸이클로[2.2.1]헵탄-2-일 에스터(2-methylacrylic acid-bicyclo[2.2.1]heptane-2-yl ester) 6.37g(0.03mol)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 과정으로 상기 화학식 5b로 표시되는 감광성 고분자(R: 메틸기, a: 27.3몰%, b: 45.4몰%, c: 27.3몰%)를 제조하였다(수율: 64.7%, 무게평균분자량(Mw): 4,200, 분산도(PDI): 2.32).
2-methylacrylic acid-bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl ester (2-methylacrylic acid-bicyclo [2.2.1] instead of 5.53 g (0.03 mol) of the acetic acid 4-hydroxy-cyclohexyl ester photosensitive polymer represented by Chemical Formula 5b (R: methyl group, a: 27.3 mol%, b: 45.4 mol%) in the same manner as in Preparation Example 1, except that 6.37 g (0.03 mol) of heptane-2-yl ester) was used , c: 27.3 mol%) (yield: 64.7%, weight average molecular weight (Mw): 4,200, dispersion degree (PDI): 2.32).

[제조예 3] 화학식 5c로 표시되는 감광성 고분자의 제조 Preparation Example 3 Preparation of Photosensitive Polymer Represented by Chemical Formula 5c

상기 아세틱에시드 4-하이드록시-싸이클로헥실 에스터 5.53g(0.03mol) 대신 2-메틸아크릴릭에시드-5-하이드록시-아다만탄-2-일 에스터(2-methylacrylic acid-5-hydroxy-adamantan-2-yl ester) 7.9g(0.03mol)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 과정으로 상기 화학식 5c로 표시되는 감광성 고분자(R: 메틸기, a: 27.3몰%, b: 45.4몰%, c: 27.3몰%)를 제조하였다(수율: 73%, 무게평균분자량(Mw): 4,700, 분산도(PDI): 2.16).
2-methylacrylic acid-5-hydroxy-adamantan-2-yl ester instead of 5.53 g (0.03 mol) of the acetic acid 4-hydroxy-cyclohexyl ester (2-methylacrylic acid-5-hydroxy-adamantan- 2-yl ester) Photosensitive polymer represented by Chemical Formula 5c (R: methyl group, a: 27.3 mol%, b: 45.4 mol%, c) except that 7.9 g (0.03 mol) was used. : 27.3 mol%) (yield: 73%, weight average molecular weight (Mw): 4,700, dispersion degree (PDI): 2.16).

[제조예 4] 화학식 5d로 표시되는 감광성 고분자의 제조 Preparation Example 4 Preparation of Photosensitive Polymer Represented by Chemical Formula 5d

상기 아세틱에시드 4-하이드록시-싸이클로헥실 에스터 5.53g(0.03mol) 대신 2-메틸아크릴릭에시드-3-하이드록시-아다만탄-2-일 메틸 에스터(2-methylacrylic acid-3-hydroxy-adamantan-2-yl methyl ester) 7.51g(0.03mol)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 과정으로 상기 화학식 5d로 표시되는 감광성 고분자(R: 메틸기, a: 27.3몰%, b: 45.4몰%, c: 27.3몰%)를 제조하였다(수율: 68.6%, 무게평균분자량(Mw): 5,100, 분산도(PDI): 2.31).
2-methylacrylic acid-3-hydroxy-adamantan-2-yl methyl ester (2-methylacrylic acid-3-hydroxy-adamantan instead of 5.53 g (0.03 mol) of the acetic acid 4-hydroxy-cyclohexyl ester -2-yl methyl ester) Photosensitive polymer (R: methyl group, a: 27.3 mol%, b: 45.4 mol%) represented by Chemical Formula 5d by the same procedure as in Preparation Example 1, except that 7.51 g (0.03 mol) was used , c: 27.3 mol%) (yield: 68.6%, weight average molecular weight (Mw): 5,100, dispersion degree (PDI): 2.31).

[제조예 5] 화학식 5e로 표시되는 감광성 고분자의 제조 Preparation Example 5 Preparation of Photosensitive Polymer Represented by Chemical Formula 5e

상기 아세틱에시드 4-하이드록시-싸이클로헥실 에스터 5.53g(0.03mol) 대신 2-메틸아크릴릭에시드-5-하이드록시-아다만탄-2-일-옥시카보닐메틸 에스터 (2-methylacrylic acid-5-hydroxy-adamantan-2-yl-oxycarbonyl methyl ester) 8.83g(0.03mol)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 과정으로 상기 화학식 5e로 표시되는 감광성 고분자(R: 메틸기, a: 27.3몰%, b: 45.4몰%, c: 27.3몰%)를 제조하였다(수율: 57.7%, 무게평균분자량(Mw): 4,900, 분산도(PDI): 2.42).
2-methylacrylic acid-5-hydroxy-adamantan-2-yl-oxycarbonylmethyl ester (2-methylacrylic acid-5) instead of 5.53 g (0.03 mol) of the acetic acid 4-hydroxy-cyclohexyl ester photosensitive polymer represented by Chemical Formula 5e (R: methyl group, a: 27.3 mol%) in the same manner as in Preparation Example 1, except that 8.83 g (0.03 mol) of -hydroxy-adamantan-2-yl-oxycarbonyl methyl ester) was used , b: 45.4 mol%, c: 27.3 mol%) was obtained (yield: 57.7%, weight average molecular weight (Mw): 4,900, dispersion degree (PDI): 2.42).

[제조예 6] 화학식 5f로 표시되는 감광성 고분자의 제조 Preparation Example 6 Preparation of Photosensitive Polymer Represented by Chemical Formula 5f

상기 아세틱에시드 4-하이드록시-싸이클로헥실 에스터 5.53g(0.03mol) 대신 2-메틸아크릴릭에시드-3-하이드록시-싸이클로펜틸 에스터(2-methylacrylic acid-3-hydroxy-cyclopentyl ester) 5.11g(0.03mol)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 과정으로 상기 화학식 5f로 표시되는 감광성 고분자(R: 메틸기, a: 27.3몰%, b: 45.4몰%, c: 27.3몰%)를 제조하였다(수율: 63.5%, 무게평균분자량(Mw): 4,200, 분산도(PDI): 2.33).
5.11 g (0.03 mol) of 2-methylacrylic acid-3-hydroxy-cyclopentyl ester instead of 5.53 g (0.03 mol) of the acetic acid 4-hydroxy-cyclohexyl ester A photosensitive polymer (R: methyl group, a: 27.3 mol%, b: 45.4 mol%, c: 27.3 mol%) represented by Chemical Formula 5f was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that mol) was used. Yield: 63.5%, weight average molecular weight (Mw): 4,200, dispersion (PDI): 2.33).

[제조예 7] 화학식 5g로 표시되는 감광성 고분자의 제조 Preparation Example 7 Preparation of Photosensitive Polymer Represented by Chemical Formula 5g

상기 아세틱에시드 4-하이드록시-싸이클로헥실 에스터 5.53g(0.03mol) 대신 2-메틸아크릴릭에시드 옥타하이드로-4,7-메타노-인덴-5-일 에스터(2-methylacrylic acid octahydro-4,7-methano-indene-5-yl ester) 7.57g(0.03mol)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 과정으로 상기 화학식 5g로 표시되는 감광성 고분자(R: 메틸기, a: 27.3몰%, b: 45.4몰%, c: 27.3몰%)를 제조하였다(수율: 71.1%, 무게평균분자량(Mw): 4,800, 분산도(PDI): 2.46).
2-methylacrylic acid octahydro-4,7-methano-inden-5-yl ester (2-methylacrylic acid octahydro-4,7 instead of 5.53 g (0.03 mol) of the acetic acid 4-hydroxy-cyclohexyl ester Except for using 7.57 g (0.03 mol) of -methano-indene-5-yl ester), the photosensitive polymer represented by Chemical Formula 5g was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 (R: methyl group, a: 27.3 mol%, b: 45.4 mol%, c: 27.3 mol%) was obtained (yield: 71.1%, weight average molecular weight (Mw): 4,800, dispersion degree (PDI): 2.46).

[제조예 8] 화학식 5h로 표시되는 감광성 고분자의 제조 Preparation Example 8 Preparation of Photosensitive Polymer Represented by Chemical Formula 5h

상기 아세틱에시드 4-하이드록시-싸이클로헥실 에스터 5.53g(0.03mol) 대신 2-메틸아크릴릭에시드 데카하이드로-1,4-메타노-나프탈렌-2-일 에스터 (2-methylacrylic acid decahydro-1,4-methano-naphthalene-2-yl ester) 8.44g(0.03mol)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 과정으로 상기 화학식 5h로 표시되는 감광성 고분자(R: 메틸기, a: 27.3몰%, b: 45.4몰%, c: 27.3몰%)를 제조하였다(수율: 68.2%, 무게평균분자량(Mw): 4,950, 분산도(PDI): 2.52).
2-methylacrylic acid decahydro-1,4-methano-naphthalen-2-yl ester (2-methylacrylic acid decahydro-1,4 instead of 5.53 g (0.03 mol) of the acetic acid 4-hydroxy-cyclohexyl ester Except for using 8.44 g (0.03 mol) of -methano-naphthalene-2-yl ester), a photosensitive polymer represented by Chemical Formula 5h (R: methyl group, a: 27.3 mol%, b: 45.4 mol%, c: 27.3 mol%) were obtained (yield: 68.2%, weight average molecular weight (Mw): 4,950, dispersion degree (PDI): 2.52).

[제조예 9] 화학식 5i로 표시되는 감광성 고분자의 제조 Preparation Example 9 Preparation of Photosensitive Polymer Represented by Chemical Formula 5i

상기 아세틱에시드 4-하이드록시-싸이클로헥실 에스터 5.53g(0.03mol) 대신 2-메틸아크릴릭에시드 2-하이드록시-1-메틸-에틸 에스터(2-methylacrylic acid 2-hydroxy-1-methyl-ethyl ester) 3.96g(0.03mol)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 과정으로 상기 화학식 5i로 표시되는 감광성 고분자(R: 메틸기, a: 27.3몰%, b: 45.4몰%, c: 27.3몰%)를 제조하였다(수율: 77%, 무게평균분자량(Mw): 5,400, 분산도(PDI): 1.96).
2-methylacrylic acid 2-hydroxy-1-methyl-ethyl ester instead of 5.53 g (0.03 mol) of the acetic acid 4-hydroxy-cyclohexyl ester ) Photosensitive polymer represented by Formula 5i (R: methyl group, a: 27.3 mol%, b: 45.4 mol%, c: 27.3 mol%) in the same manner as in Preparation Example 1, except that 3.96 g (0.03 mol) was used ) Was obtained (yield: 77%, weight average molecular weight (Mw): 5,400, dispersion degree (PDI): 1.96).

[제조예 10] 화학식 5j로 표시되는 감광성 고분자의 제조 Preparation Example 10 Preparation of Photosensitive Polymer Represented by Chemical Formula 5j

상기 아세틱에시드 4-하이드록시-싸이클로헥실 에스터 5.53g(0.03mol) 대신 2-메틸아크릴릭에시드-3-하이드록시 프로필 에스터(2-methylacrylic acid -3-hydroxy propyl ester) 4.33g(0.03mol)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 과정으로 상기 화학식 5j로 표시되는 감광성 고분자(R: 메틸기, a: 27.3몰%, b: 45.4몰%, c: 27.3몰%)를 제조하였다(수율: 81%, 무게평균분자량(Mw): 4,590, 분산도(PDI): 1.64).
4.33 g (0.03 mol) of 2-methylacrylic acid-3-hydroxy propyl ester instead of 5.53 g (0.03 mol) of the acetic acid 4-hydroxy-cyclohexyl ester A photosensitive polymer (R: methyl group, a: 27.3 mol%, b: 45.4 mol%, c: 27.3 mol%) represented by Chemical Formula 5j was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that yield was 81. %, Weight average molecular weight (Mw): 4,590, dispersion (PDI): 1.64).

[실시예 1 내지 10 및 비교예 1] 포토레지스트 조성물의 제조 Examples 1 to 10 and Comparative Example 1 Preparation of Photoresist Composition

하기 표 1의 조성에 따라, 상기 제조예 1 내지 10에서 제조된 화학식 5a 내지 5j로 표시되는 감광성 고분자 또는 하기 화학식 6으로 표시되는 감광성 고분자(중량평균분자량(Mw): 5,010) 2g, 염기성 산확산 조절제로서 트리에탄올아민(triethanolamine) 0.02g 및 광산발생제로서 트리페닐설포늄 트리플레이트(triphenylsulfonium triflate) 0.08g을 유기용매(프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA)) 17g에 완전히 용해시킨 후, 0.2㎛의 디스크 필터로 여과하여 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물을 제조하였다.According to the composition of Table 1, the photosensitive polymer represented by Formulas 5a to 5j prepared in Preparation Examples 1 to 10 or the photosensitive polymer represented by the following Formula 6 (weight average molecular weight (Mw): 5,010) 2g, basic acid diffusion 0.02 g of triethanolamine as a regulator and 0.08 g of triphenylsulfonium triflate as a photoacid generator were completely dissolved in 17 g of an organic solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)), followed by Filtration with a disk filter produced a photoresist composition for forming a guide pattern.

[화학식 6][Formula 6]

Figure pat00048

Figure pat00048

감광성 고분자Photosensitive polymer 염기성 산확산 조절제Basic acid diffusion regulators 광산발생제Photoacid generator 유기용매Organic solvent 실시예 1Example 1 제조예 1 (2g)Preparation Example 1 (2 g) 트리에탄올아민
0.02g
Triethanolamine
0.02 g
트리페닐설포늄
트리플레이트
0.08g
Triphenylsulfonium
Triple rate
0.08g
PGMEA 17gPGMEA 17g
실시예 2Example 2 제조예 2 (2g)Preparation Example 2 (2 g) 실시예 3Example 3 제조예 3 (2g)Preparation Example 3 (2 g) 실시예 4Example 4 제조예 4 (2g)Preparation Example 4 (2 g) 실시예 5Example 5 제조예 5 (2g)Preparation Example 5 (2 g) 실시예 6Example 6 제조예 6 (2g)Preparation Example 6 (2 g) 실시예 7Example 7 제조예 7 (2g)Preparation Example 7 (2 g) 실시예 8Example 8 제조예 8 (2g)Preparation Example 8 (2 g) 실시예 9Example 9 제조예 9 (2g)Preparation Example 9 (2 g) 실시예 10Example 10 제조예 10 (2g)Preparation Example 10 (2 g) 비교예 1Comparative Example 1 화학식 6 (2g)Formula 6 (2 g)

[실시예 11 내지 20 및 비교예 2] 가이드 패턴 형성 및 평가 [Examples 11 to 20 and Comparative Example 2] Guide Pattern Formation and Evaluation

블록공중합체(block copolymer: BCP)의 자가정렬을 이용한 미세패턴 형성(DSA 공정) 시 사용되는 가이드 패턴의 열적 안정성을 평가하기 위하여, 다음과 같이 가이드 패턴 형성 및 평가를 진행하였다.In order to evaluate the thermal stability of the guide pattern used in the micro pattern formation (DSA process) using the self-alignment of the block copolymer (BCP), guide pattern formation and evaluation was carried out as follows.

실리콘 웨이퍼에 유기반사방지막 조성물(제품명: DARC-A125, 제조사: (주)동진쎄미켐)을 코팅한 후, 240℃에서 60초 동안 베이크하였다. 형성된 유기반사방지막 상층에 DSA 공정 수행을 위한 자가정렬유도층 조성물(제품명: NL-02, 제조사: (주)동진쎄미켐)을 코팅한 후, 웨이퍼를 다시 200℃에서 120초 동안 베이크하였다. 자가정렬유도층이 형성된 웨이퍼에 상기 실시예 1 내지 10 및 비교예 1에서 제조한 포토레지스트 조성물을 130nm의 두께로 코팅하고, 110℃에서 60초간 베이크한 후, 라인 앤드 스페이스(L/S) 패턴을 갖는 노광 마스크를 사용하고 193nm ArF 노광 장비(장치명: ASML 1200B)를 사용하여 노광하고, 110℃에서 60초간 포스트 베이크하였다. 포스트 베이크 후, 2.38wt% TMAH(tetramethylammonium hydroxide) 수용액으로 현상하여 150nm 피치(L/S = 1:2)의 50nm 라인 패턴(가이드 패턴)을 얻었다.An organic antireflective coating composition (product name: DARC-A125, manufacturer: Dongjin Semichem Co., Ltd.) was coated on a silicon wafer, and then baked at 240 ° C. for 60 seconds. After coating the self-aligned induction layer composition (product name: NL-02, manufacturer: Dongjin Semichem Co., Ltd.) for performing the DSA process on the formed organic anti-reflective coating layer, the wafer was baked again at 200 ℃ for 120 seconds. After coating the photoresist composition prepared in Examples 1 to 10 and Comparative Example 1 to a thickness of 130nm on the wafer on which the self-alignment induction layer was formed, and baked at 110 ° C. for 60 seconds, a line and space (L / S) pattern It exposed using the exposure mask which has the inside of a 193 nm ArF exposure apparatus (device name: ASML 1200B), and post-baked at 110 degreeC for 60 second. After post-baking, development was carried out with a 2.38 wt% TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution to obtain a 50 nm line pattern (guide pattern) having a 150 nm pitch (L / S = 1: 2).

상기 가이드 패턴의 열적 안정성을 평가하기 위해 상기 가이드 패턴에 전면 노광(flood exposure)을 진행시킨 후, 240℃에서 60초간 하드 베이크(HB)하고, 상기 공정 전후의 가이드 패턴의 CD 변화를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 또한, 실시예 11에 따른 가이드 패턴의 하드 베이크 후의 주사전자현미경 사진을 도 1에 나타내었다.After evaluating the thermal stability of the guide pattern (flood exposure) to the guide pattern (flood exposure), and then hard bake (HB) for 60 seconds at 240 ℃, by measuring the CD change of the guide pattern before and after the process Table 2 shows. In addition, the scanning electron micrograph after hard baking of the guide pattern which concerns on Example 11 is shown in FIG.

HB 전 패턴 CD(nm)HB full pattern CD (nm) HB 후 패턴 CD(nm)Pattern CD after HB (nm) CD 변화량(nm)CD variation (nm) 실시예 11Example 11 56.956.9 49.549.5 7.47.4 실시예 12Example 12 53.853.8 43.643.6 10.210.2 실시예 13Example 13 56.456.4 50.650.6 5.85.8 실시예 14Example 14 63.363.3 57.957.9 5.45.4 실시예 15Example 15 63.763.7 54.154.1 9.69.6 실시예 16Example 16 56.956.9 51.451.4 5.55.5 실시예 17Example 17 50.750.7 46.646.6 4.14.1 실시예 18Example 18 60.360.3 56.456.4 3.93.9 실시예 19Example 19 55.955.9 48.248.2 7.77.7 실시예 20Example 20 50.750.7 45.945.9 4.84.8 비교예 2Comparative Example 2 42.342.3 reflowreflow 42.342.3

상기 결과로부터, 일반적인 ArF 포토레지스트 조성물(비교예 1)로 제조된 가이드 패턴(비교예 2)은 고열(240℃)로 가열(하드 베이크 공정 수행)할 경우, 패턴의 형태를 유지하지 못하지만(reflow), 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물(실시예 1 내지 10)을 사용하여 제조된 DSA 공정용 가이드 패턴(실시예 11 내지 20)은 하드 베이크 공정을 수행한 후에도 패턴의 형태를 유지하고 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은, 다른 첨가제 없이도 노광 및 가열에 의해 감광성 고분자 내 시아네이트기가 자가가교를 일으켜 열적으로 안정한 패턴을 형성할 수 있음을 알 수 있고, 높은 온도(예를 들면, 150 내지 250℃)에서 블록공중합체(BCP)의 자가정렬이 진행되는 DSA(directed self assembly) 공정의 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물로서 유용함을 알 수 있다.From the above results, the guide pattern (Comparative Example 2) made of a general ArF photoresist composition (Comparative Example 1) does not maintain the shape of the pattern when heated to a high temperature (240 ° C.) (hard bake process is performed). ), It can be seen that the guide pattern (Examples 11 to 20) for the DSA process prepared using the photoresist composition (Examples 1 to 10) according to the present invention maintains the shape of the pattern even after performing the hard bake process. Can be. Therefore, the photoresist composition according to the present invention, it can be seen that without exposure to other additives, the cyanate group in the photosensitive polymer can be self-crosslinked to form a thermally stable pattern, without high additives, for example, It can be seen that it is useful as a photoresist composition for forming a guide pattern of a direct self assembly (DSA) process in which self-alignment of the block copolymer (BCP) is performed at 150 to 250 ° C.

Claims (8)

하기 화학식 1로 표시되는 반복단위 1 내지 60몰%, 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위, 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 반복단위 40 내지 99몰%를 포함하는 감광성 고분자; 광산발생제; 및 유기용매를 포함하는, 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물.
[화학식 1]
Figure pat00049

[화학식 2]
Figure pat00050

[화학식 3]
Figure pat00051

상기 화학식 1 내지 3에서, R은 각각 독립적으로 수소원자 또는 메틸기이며, R1은 헤테로 원자를 1 내지 4개 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1 내지 20의 선형, 분지형 또는 환형 탄화수소기이고, R2는 탄소수 1 내지 20의 선형, 분지형 또는 환형 탄화수소기이며, R3은 헤테로 원자를 1 내지 4개 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1 내지 20의 선형, 분지형 또는 환형 탄화수소기이다.
1 to 60 mol% of the repeating unit represented by the following Chemical Formula 1, and 40 to 99 mol% of the repeating unit selected from the group consisting of the repeating unit represented by the following Chemical Formula 2, the repeating unit represented by the following Chemical Formula 3, and mixtures thereof Photosensitive polymer containing; Photoacid generators; And Photoresist composition for forming a guide pattern comprising an organic solvent.
[Formula 1]
Figure pat00049

(2)
Figure pat00050

(3)
Figure pat00051

In Chemical Formulas 1 to 3, each R is independently a hydrogen atom or a methyl group, R 1 is a linear, branched or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms with or without 1 to 4 heteroatoms, and R 2 Is a linear, branched or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and R 3 is a linear, branched or cyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, with or without containing 1 to 4 heteroatoms.
제1항에 있어서, 상기 감광성 고분자는 하기 화학식 4a 내지 4b로 표시되는 고분자로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물.
[화학식 4a]
Figure pat00052

[화학식 4b]
Figure pat00053

상기 화학식 4a 내지 4b에서, R, R1, R2 및 R3은 상기 화학식 1 내지 3에서 정의한 바와 같고, a, b, c, d 및 e는 고분자를 구성하는 반복단위의 몰%로서, a 및 d는 1 내지 60몰%이고, b 및 c는 각각 독립적으로 1 내지 98몰%이며, e는 40 내지 99몰이다.
The photoresist composition of claim 1, wherein the photosensitive polymer is selected from the group consisting of polymers represented by the following Chemical Formulas 4a to 4b.
[Chemical Formula 4a]
Figure pat00052

(4b)
Figure pat00053

In Chemical Formulas 4a to 4b, R, R 1 , R 2, and R 3 are as defined in Chemical Formulas 1 to 3, and a, b, c, d, and e are mole% of repeating units constituting the polymer. And d is 1 to 60 mol%, b and c are each independently 1 to 98 mol%, and e is 40 to 99 mol%.
제1항에 있어서, 상기 감광성 고분자는 하기 화학식 5a 내지 5j로 표시되는 고분자로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물.
[화학식 5a]
Figure pat00054

[화학식 5b]
Figure pat00055

[화학식 5c]
Figure pat00056

[화학식 5d]
Figure pat00057

[화학식 5e]
Figure pat00058

[화학식 5f]
Figure pat00059

[화학식 5g]
Figure pat00060

[화학식 5h]
Figure pat00061

[화학식 5i]
Figure pat00062

[화학식 5j]
Figure pat00063

상기 화학식 5a 내지 5j에서, R은 상기 화학식 1 내지 3에서 정의한 바와 같고, a, b 및 c는. 고분자를 구성하는 반복단위의 몰%로서, a는 1 내지 60몰%이고, b 및 c는 각각 독립적으로 1 내지 98몰%이다.
The photoresist composition of claim 1, wherein the photosensitive polymer is selected from the group consisting of polymers represented by the following Chemical Formulas 5a to 5j.
[Chemical Formula 5a]
Figure pat00054

[Chemical Formula 5b]
Figure pat00055

[Chemical Formula 5c]
Figure pat00056

[Chemical Formula 5d]
Figure pat00057

[Chemical Formula 5e]
Figure pat00058

[Formula 5f]
Figure pat00059

[Formula 5g]
Figure pat00060

[Formula 5h]
Figure pat00061

[Formula 5i]
Figure pat00062

[Formula 5j]
Figure pat00063

In Chemical Formulas 5a to 5j, R is as defined in Chemical Formulas 1 to 3, and a, b, and c are. As mole% of the repeating unit which comprises a polymer, a is 1-60 mol%, b and c are 1-98 mol% each independently.
제1항에 있어서, 상기 광산발생제는 설포늄염계 화합물, 아이오도늄염계 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이고, 상기 유기용매는 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노아세테이트, 디에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜모노아세테이트, 톨루엔, 자일렌, 메틸에틸케톤, 메틸이소아밀케톤, 시클로헥산온, 디옥산, 메틸락테이트, 에틸락테이트, 메틸피루베이트, 에틸피루베이트, 메틸메톡시프로피오네이트, 에틸에톡시프로피오네이트, N,N-디메틸포름아마이드, N,N-디메틸아세트아마이드, N-메틸 2-피롤리돈, 3-에톡시에틸프로피오네이트, 2-헵탄온, 감마-부티로락톤, 2-히드록시프로피온에틸, 2-히드록시 2-메틸프로피온산에틸, 에톡시초산에틸, 히드록시초산에틸, 2-히드록시 3-메틸부탄산메틸, 3-메톡시 2-메칠프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시 2-메틸프로피온산에틸, 초산에틸, 초산부틸 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물.According to claim 1, wherein the photoacid generator is selected from the group consisting of sulfonium salt compounds, iodonium salt compounds and mixtures thereof, the organic solvent is ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene Glycol monoacetate, diethylene glycol, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, methyl isoamyl ketone, cyclohexanone, di Oxane, methyl lactate, ethyl lactate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxy propionate, ethyl ethoxy propionate, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N- Methyl 2-pyrrolidone, 3-ethoxyethylpropionate, 2-heptanone, gamma-butyrolactone, 2-hydroxypropionethyl, 2-hydrate Ethoxy 2-methylpropionate, ethyl ethoxy acetate, ethyl hydroxyacetate, 2-hydroxy 3-methylbutyrate, 3-methoxy 2-methylpropionate, 3-ethoxypropionate, 3-methoxy 2 A photoresist composition for forming a guide pattern, which is selected from the group consisting of ethyl methyl propionate, ethyl acetate, butyl acetate and mixtures thereof. 제1항에 있어서, 전체 가이드 패턴 형성용 조성물에 대하여, 상기 감광성 고분자의 함량은 1 내지 30 중량%이고, 상기 광산발생제의 함량은 상기 감광성 고분자 100중량부에 대하여 0.5 내지 15중량부이며, 나머지는 상기 유기용매인 것인, 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물.According to claim 1, wherein the total guide pattern forming composition, the content of the photosensitive polymer is 1 to 30% by weight, the content of the photoacid generator is 0.5 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the photosensitive polymer, The remainder is the organic solvent, the photoresist composition for forming a guide pattern. 제1항에 있어서, 상기 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물은 염기성 산확산 조절제를 더욱 포함하며, 상기 염기성 산확산 조절제 포함 시, 상기 염기성 산확산 조절제의 함량은 상기 감광성 고분자 100중량부에 대하여, 0.5 내지 10중량부인 것인, 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물.The photoresist composition of claim 1, wherein the photoresist composition for forming the guide pattern further includes a basic acid diffusion regulator, and when the basic acid diffusion regulator is included, the content of the basic acid diffusion regulator is 0.5 to 100 parts by weight of the photosensitive polymer. It is to 10 parts by weight, photoresist composition for forming a guide pattern. 제6항에 있어서, 상기 염기성 산확산 조절제는 트리에틸아민, 트리옥틸아민, 트리이소부틸아민, 트리이소옥틸아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 2-피퍼리딘에탄올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물.The method of claim 6, wherein the basic acid diffusion regulator is from the group consisting of triethylamine, trioctylamine, triisobutylamine, triisooctylamine, diethanolamine, triethanolamine, 2-piperidineethanol and mixtures thereof The selected photoresist composition for forming a guide pattern. (a) 실리콘 웨이퍼 위에 폴리스타이렌-코-메타메틸아크릴에시드를 포함하는 자가정렬유도층 조성물을 도포하여 자가정렬유도층을 형성하는 단계;
(b) 상기 자가정렬유도층이 형성된 웨이퍼 위에, 청구항 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 가이드 패턴 형성용 포토레지스트 조성물을 도포하여 포토레지스트막을 형성하는 단계;
(c) 상기 포토레지스트막을 노광 및 현상하여 가이드 패턴(1차 패턴)을 형성하는 단계;
(d) 상기 가이드 패턴이 형성된 웨이퍼에 블록공중합체를 용매에 녹인 용액을 도포하여 블록공중합체 코팅막을 형성하는 단계;
(e) 상기 블록공중합체 코팅막이 형성된 웨이퍼를 상기 블록공중합체의 글라스전이온도(Tg) 이상의 온도로 1 내지 600분 동안 가열하여, 방향성을 갖는 자가정렬 패턴을 얻는 단계; 및
(f) 상기 자가정렬 패턴이 형성된 웨이퍼를 드라이 에치(O2 RIE(reactive ion etching))하는 단계를 포함하는, 미세패턴 형성방법.
(a) applying a self-aligned induction layer composition comprising polystyrene-co-methmethylacrylic acid on a silicon wafer to form a self-aligned induction layer;
(b) applying a photoresist composition for forming a guide pattern according to any one of claims 1 to 7, on the wafer on which the self-alignment induction layer is formed to form a photoresist film;
(c) exposing and developing the photoresist film to form a guide pattern (primary pattern);
(d) applying a solution in which the block copolymer is dissolved in a solvent to a wafer on which the guide pattern is formed to form a block copolymer coating film;
(e) heating the wafer on which the block copolymer coating film is formed at a temperature of at least the glass transition temperature (Tg) of the block copolymer for 1 to 600 minutes to obtain a self-aligned pattern having a directivity; And
and (f) dry etching the wafer on which the self-aligned pattern is formed (O 2 reactive ion etching).
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Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016053001A1 (en) * 2014-09-30 2016-04-07 주식회사 엘지화학 Block copolymer
US9704722B2 (en) 2014-12-15 2017-07-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of forming fine pattern and method of manufacturing integrated circuit device using the method
US10081698B2 (en) 2013-12-06 2018-09-25 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10087276B2 (en) 2013-12-06 2018-10-02 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10150832B2 (en) 2013-12-06 2018-12-11 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10160822B2 (en) 2013-12-06 2018-12-25 Lg Chem, Ltd. Monomer and block copolymer
US10184021B2 (en) 2013-12-06 2019-01-22 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10196475B2 (en) 2013-12-06 2019-02-05 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10196474B2 (en) 2013-12-06 2019-02-05 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10202480B2 (en) 2013-12-06 2019-02-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10202481B2 (en) 2013-12-06 2019-02-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10227437B2 (en) 2013-12-06 2019-03-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10227438B2 (en) 2013-12-06 2019-03-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10227436B2 (en) 2013-12-06 2019-03-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
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US10240035B2 (en) 2014-09-30 2019-03-26 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10253130B2 (en) 2013-12-06 2019-04-09 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10281820B2 (en) 2014-09-30 2019-05-07 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10287429B2 (en) 2014-09-30 2019-05-14 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10287430B2 (en) 2014-09-30 2019-05-14 Lg Chem, Ltd. Method of manufacturing patterned substrate
US10310378B2 (en) 2014-09-30 2019-06-04 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10370529B2 (en) 2014-09-30 2019-08-06 Lg Chem, Ltd. Method of manufacturing patterned substrate
US10377894B2 (en) 2014-09-30 2019-08-13 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10633533B2 (en) 2014-09-30 2020-04-28 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10703897B2 (en) 2014-09-30 2020-07-07 Lg Chem, Ltd. Block copolymer

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5721164B2 (en) 2010-09-14 2015-05-20 東京応化工業株式会社 Method for patterning a layer containing a block copolymer
JP4815011B2 (en) 2010-12-27 2011-11-16 パナソニック株式会社 Method for promoting self-assembly of block copolymer and method for forming self-assembly pattern of block copolymer using the same

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10227438B2 (en) 2013-12-06 2019-03-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10081698B2 (en) 2013-12-06 2018-09-25 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10227436B2 (en) 2013-12-06 2019-03-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10239980B2 (en) 2013-12-06 2019-03-26 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10150832B2 (en) 2013-12-06 2018-12-11 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10160822B2 (en) 2013-12-06 2018-12-25 Lg Chem, Ltd. Monomer and block copolymer
US10184021B2 (en) 2013-12-06 2019-01-22 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10196475B2 (en) 2013-12-06 2019-02-05 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10196474B2 (en) 2013-12-06 2019-02-05 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10202480B2 (en) 2013-12-06 2019-02-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10202481B2 (en) 2013-12-06 2019-02-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10227437B2 (en) 2013-12-06 2019-03-12 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10253130B2 (en) 2013-12-06 2019-04-09 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10087276B2 (en) 2013-12-06 2018-10-02 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10240035B2 (en) 2014-09-30 2019-03-26 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10703897B2 (en) 2014-09-30 2020-07-07 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10281820B2 (en) 2014-09-30 2019-05-07 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10287429B2 (en) 2014-09-30 2019-05-14 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10287430B2 (en) 2014-09-30 2019-05-14 Lg Chem, Ltd. Method of manufacturing patterned substrate
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US10370529B2 (en) 2014-09-30 2019-08-06 Lg Chem, Ltd. Method of manufacturing patterned substrate
US10377894B2 (en) 2014-09-30 2019-08-13 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
US10633533B2 (en) 2014-09-30 2020-04-28 Lg Chem, Ltd. Block copolymer
WO2016053001A1 (en) * 2014-09-30 2016-04-07 주식회사 엘지화학 Block copolymer
US9704722B2 (en) 2014-12-15 2017-07-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of forming fine pattern and method of manufacturing integrated circuit device using the method

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