이종의 무기 원소들을 가지는 유기금속 산화물 클러스터를 포함하는 포토레지스트 조성물과, 이를 이용하는 집적회로 소자의 제조 방법
Photoresist composition comprising the organometallic oxide cluster having heterogeneous inorganic elements, and method of manufacturing integrated circuit device using the photoresist composition
특허 요약
포토레지스트 조성물은 이종의 무기 원소들을 가지는 유기금속 산화물 클러스터와, 용매를 포함하고, 상기 유기금속 산화물 클러스터는 일반식 1로 표시되는 제1 반복 단위와, 일반식 2로 표시되는 제2 반복 단위를 포함한다. [일반식 1] [일반식 2] 일반식 1 및 일반식 2에서, R 11 , R 12 , 및 M은 상세한 설명에서 정의한 바와 같고, *는 연결 위치이다.
청구항
번호청구항
1

이종의 무기 원소들을 가지는 유기금속 산화물 클러스터와, 용매를 포함하고, 상기 유기금속 산화물 클러스터는 다음의 일반식 1로 표시되는 제1 반복 단위와, 다음의 일반식 2로 표시되는 제2 반복 단위를 포함하는 공중합체로 이루어지는 포토레지스트 조성물. [일반식 1][일반식 2](일반식 1 및 일반식 2에서, R11 및 R12는 각각 C1-C30의 직쇄형 알킬기, C1-C30의 분기형 알킬기, C2-C30의 알케닐기, C2-C30의 알키닐기, C3-C30의 사이클로알킬기, C1-C30의 알콕시기, C6-C30의 아릴기, C2-C30의 헤테로아릴기, C7-C30의 알킬아릴기, 이치환된 인산기(disubstituted phosphoric acid group), R2COO- 기, R2SO3- 기, 또는 R2SO2- 기이고, 여기서 R2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이고, R11 및 R12는 각각 산소 원자, 질소 원자, 할로겐 원소, 시아노, 티오, 실릴, 에테르, 카르보닐, 에스테르, 니트로, 아미노, 또는 이들의 조합을 포함하는 적어도 하나의 헤테로 원자 작용기로 치환된 히드로카르빌기(hydrocarbyl group)를 포함할 수 있고, *는 연결 위치이고, 일반식 2에서, M은 Si, Ge, Sb, In, Bi, Ag, Te, Au, Pb, Zn, Ti, Hf, Zr, Al, V, Cr, Co, Ni, Cu, Ga, Mn, Sr, W, Cd, Mo, Ta, Nb, Cs, Ba, La, Ce, 또는 Fe임.)

2

제1항에 있어서, 상기 유기금속 산화물 클러스터는 다음의 일반식 3으로 표시되는 반복 단위들을 포함하는 포토레지스트 조성물. [일반식 3](일반식 3에서, M1, M2, M3, 및 M4는 각각 무기 원소이고, M1, M2, M3, 및 M4 중에서 선택되는 1 개, 2 개, 또는 3 개는 Sn이고, M1, M2, M3, 및 M4 중에서 Sn을 제외한 나머지는 Si, Ge, Sb, In, Bi, Ag, Te, Au, Pb, Zn, Ti, Hf, Zr, Al, V, Cr, Co, Ni, Cu, Ga, Mn, Sr, W, Cd, Mo, Ta, Nb, Cs, Ba, La, Ce, 또는 Fe이고, R31, R32, R33, 및 R34는 각각 C1-C30의 직쇄형 알킬기, C1-C30의 분기형 알킬기, C2-C30의 알케닐기, C2-C30의 알키닐기, C3-C30의 사이클로알킬기, C1-C30의 알콕시기, C6-C30의 아릴기, C2-C30의 헤테로아릴기, C7-C30의 알킬아릴기, 이치환된 인산기(disubstituted phosphoric acid group), R2COO- 기, R2SO3- 기, 또는 R2SO2- 기이고, 여기서 R2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이고, R31, R32, R33, 및 R34는 각각 산소 원자, 질소 원자, 할로겐 원소, 시아노, 티오, 실릴, 에테르, 카르보닐, 에스테르, 니트로, 아미노, 또는 이들의 조합을 포함하는 적어도 하나의 헤테로 원자 작용기로 치환된 히드로카르빌기(hydrocarbyl group)를 포함할 수 있고, a/(a+b) 및 b/(a+b)는 각각 0.05 내지 0.95이고, *는 연결 위치임.)

3

제2항에 있어서, 일반식 3에서, M1, M2, M3, 및 M4는 각각 Sn 및 Si 중에서 선택되고, M1, M2, M3, 및 M4는 적어도 하나의 Sn과 적어도 하나의 Si를 포함하는 포토레지스트 조성물.

4

제1항에 있어서, 상기 유기금속 산화물 클러스터는 다음의 일반식 4로 표시되는 반복 단위들을 포함하는 포토레지스트 조성물. [일반식 4](일반식 4에서, R31, R32, R33, 및 R34는 각각 C1-C30의 직쇄형 알킬기, C1-C30의 분기형 알킬기, C2-C30의 알케닐기, C2-C30의 알키닐기, C3-C30의 사이클로알킬기, C1-C30의 알콕시기, C6-C30의 아릴기, C2-C30의 헤테로아릴기, C7-C30의 알킬아릴기, 이치환된 인산기(disubstituted phosphoric acid group), R2COO- 기, R2SO3- 기, 또는 R2SO2- 기이고, 여기서 R2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이고, R31, R32, R33, 및 R34는 각각 산소 원자, 질소 원자, 할로겐 원소, 시아노, 티오, 실릴, 에테르, 카르보닐, 에스테르, 니트로, 아미노, 또는 이들의 조합을 포함하는 적어도 하나의 헤테로 원자 작용기로 치환된 히드로카르빌기(hydrocarbyl group)를 포함할 수 있고, a/(a+b) 및 b/(a+b)는 각각 0.05 내지 0.95이고, *는 연결 위치임.)

5

이종의 무기 원소들을 가지는 유기금속 산화물 클러스터와, 용매를 포함하고, 상기 유기금속 산화물 클러스터는 다음의 일반식 1로 표시되는 제1 반복 단위와, 다음의 일반식 2A로 표시되는 제2 반복 단위를 포함하는 공중합체로 이루어지는 포토레지스트 조성물. [일반식 1][일반식 2A](일반식 1 및 일반식 2A에서, R11 및 R12는 각각 C1-C30의 직쇄형 알킬기, C1-C30의 분기형 알킬기, C2-C30의 알케닐기, C2-C30의 알키닐기, C3-C30의 사이클로알킬기, C1-C30의 알콕시기, C6-C30의 아릴기, C2-C30의 헤테로아릴기, C7-C30의 알킬아릴기, 이치환된 인산기(disubstituted phosphoric acid group), R2COO- 기, R2SO3- 기, 또는 R2SO2- 기이고, 여기서 R2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이고, R11 및 R12는 각각 산소 원자, 질소 원자, 할로겐 원소, 시아노, 티오, 실릴, 에테르, 카르보닐, 에스테르, 니트로, 아미노, 또는 이들의 조합을 포함하는 적어도 하나의 헤테로 원자 작용기로 치환된 히드로카르빌기(hydrocarbyl group)를 포함할 수 있고, *는 연결 위치임.)

6

제5항에 있어서, 상기 유기금속 산화물 클러스터는 다음의 일반식 4로 표시되는 반복 단위들을 포함하는 포토레지스트 조성물. [일반식 4](일반식 4에서, R31, R32, R33, 및 R34는 각각 C1-C30의 직쇄형 알킬기, C1-C30의 분기형 알킬기, C2-C30의 알케닐기, C2-C30의 알키닐기, C3-C30의 사이클로알킬기, C1-C30의 알콕시기, C6-C30의 아릴기, C2-C30의 헤테로아릴기, C7-C30의 알킬아릴기, 이치환된 인산기(disubstituted phosphoric acid group), R2COO- 기, R2SO3- 기, 또는 R2SO2- 기이고, 여기서 R2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이고, R31, R32, R33, 및 R34는 각각 산소 원자, 질소 원자, 할로겐 원소, 시아노, 티오, 실릴, 에테르, 카르보닐, 에스테르, 니트로, 아미노, 또는 이들의 조합을 포함하는 적어도 하나의 헤테로 원자 작용기로 치환된 히드로카르빌기(hydrocarbyl group)를 포함할 수 있고, a/(a+b) 및 b/(a+b)는 각각 0.05 내지 0.95이고, *는 연결 위치임.)

7

기판 상에 소자층을 형성하는 단계와, 이종의 무기 원소들을 가지는 유기금속 산화물 클러스터와 용매를 포함하는 포토레지스트 조성물을 이용하여 상기 소자층 상에 포토레지스트막을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트막의 일부인 제1 영역을 노광하여, 상기 제1 영역에서 상기 유기금속 산화물 클러스터로부터 상기 이종의 무기 원소들을 포함하는 이종 무기물 네트워크를 형성하는 단계와, 노광된 상기 제1 영역을 포함하는 상기 포토레지스트막을 현상하여 상기 이종 무기물 네트워크로 이루어지는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 소자층을 식각하는 단계를 포함하고, 상기 포토레지스트막을 형성하는 단계에서, 상기 유기금속 산화물 클러스터는 다음의 일반식 1로 표시되는 제1 반복 단위와, 다음의 일반식 2로 표시되는 제2 반복 단위를 포함하는 공중합체로 이루어지는 집적회로 소자의 제조 방법. [일반식 1][일반식 2](일반식 1 및 일반식 2에서, R11 및 R12는 각각 C1-C30의 직쇄형 알킬기, C1-C30의 분기형 알킬기, C2-C30의 알케닐기, C2-C30의 알키닐기, C3-C30의 사이클로알킬기, C1-C30의 알콕시기, C6-C30의 아릴기, C2-C30의 헤테로아릴기, C7-C30의 알킬아릴기, 이치환된 인산기(disubstituted phosphoric acid group), R2COO- 기, R2SO3- 기, 또는 R2SO2- 기이고, 여기서 R2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이고, R11 및 R12는 각각 산소 원자, 질소 원자, 할로겐 원소, 시아노, 티오, 실릴, 에테르, 카르보닐, 에스테르, 니트로, 아미노, 또는 이들의 조합을 포함하는 적어도 하나의 헤테로 원자 작용기로 치환된 히드로카르빌기(hydrocarbyl group)를 포함할 수 있고, *는 연결 위치이고, 일반식 2에서, M은 Si, Ge, Sb, In, Bi, Ag, Te, Au, Pb, Zn, Ti, Hf, Zr, Al, V, Cr, Co, Ni, Cu, Ga, Mn, Sr, W, Cd, Mo, Ta, Nb, Cs, Ba, La, Ce, 또는 Fe임.)

8

제7항에 있어서, 상기 포토레지스트막을 형성하는 단계에서, 상기 유기금속 산화물 클러스터는 다음의 일반식 3으로 표시되는 반복 단위들을 포함하는 집적회로 소자의 제조 방법. [일반식 3](일반식 3에서, M1, M2, M3, 및 M4는 각각 무기 원소이고, M1, M2, M3, 및 M4 중에서 선택되는 1 개, 2 개, 또는 3 개는 Sn이고, M1, M2, M3, 및 M4 중에서 Sn을 제외한 나머지는 Si, Ge, Sb, In, Bi, Ag, Te, Au, Pb, Zn, Ti, Hf, Zr, Al, V, Cr, Co, Ni, Cu, Ga, Mn, Sr, W, Cd, Mo, Ta, Nb, Cs, Ba, La, Ce, 또는 Fe이고, R31, R32, R33, 및 R34는 각각 C1-C30의 직쇄형 알킬기, C1-C30의 분기형 알킬기, C2-C30의 알케닐기, C2-C30의 알키닐기, C3-C30의 사이클로알킬기, C1-C30의 알콕시기, C6-C30의 아릴기, C2-C30의 헤테로아릴기, C7-C30의 알킬아릴기, 이치환된 인산기(disubstituted phosphoric acid group), R2COO- 기, R2SO3- 기, 또는 R2SO2- 기이고, 여기서 R2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이고, R31, R32, R33, 및 R34는 각각 산소 원자, 질소 원자, 할로겐 원소, 시아노, 티오, 실릴, 에테르, 카르보닐, 에스테르, 니트로, 아미노, 또는 이들의 조합을 포함하는 적어도 하나의 헤테로 원자 작용기로 치환된 히드로카르빌기(hydrocarbyl group)를 포함할 수 있고, a/(a+b) 및 b/(a+b)는 각각 0.05 내지 0.95이고, *는 연결 위치임.)

9

제7항에 있어서, 상기 포토레지스트막을 형성하는 단계에서, 상기 유기금속 산화물 클러스터는 다음의 일반식 4로 표시되는 반복 단위들을 포함하는 집적회로 소자의 제조 방법. [일반식 4](일반식 4에서, R31, R32, R33, 및 R34는 각각 C1-C30의 직쇄형 알킬기, C1-C30의 분기형 알킬기, C2-C30의 알케닐기, C2-C30의 알키닐기, C3-C30의 사이클로알킬기, C1-C30의 알콕시기, C6-C30의 아릴기, C2-C30의 헤테로아릴기, C7-C30의 알킬아릴기, 이치환된 인산기(disubstituted phosphoric acid group), R2COO- 기, R2SO3- 기, 또는 R2SO2- 기이고, 여기서 R2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 페닐기이고, R31, R32, R33, 및 R34는 각각 산소 원자, 질소 원자, 할로겐 원소, 시아노, 티오, 실릴, 에테르, 카르보닐, 에스테르, 니트로, 아미노, 또는 이들의 조합을 포함하는 적어도 하나의 헤테로 원자 작용기로 치환된 히드로카르빌기(hydrocarbyl group)를 포함할 수 있고, a/(a+b) 및 b/(a+b)는 각각 0.05 내지 0.95이고, *는 연결 위치임.)

10

제7항에 있어서, 일반식 2에서, M은 Si이고, 상기 유기금속 산화물 클러스터에서, Sn의 몰비는 Si의 몰비와 같거나 더 큰 집적회로 소자의 제조 방법.