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KR100861176B1 - 무기계 하드마스크용 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 - Google Patents

무기계 하드마스크용 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 Download PDF

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KR100861176B1
KR100861176B1 KR1020060000218A KR20060000218A KR100861176B1 KR 100861176 B1 KR100861176 B1 KR 100861176B1 KR 1020060000218 A KR1020060000218 A KR 1020060000218A KR 20060000218 A KR20060000218 A KR 20060000218A KR 100861176 B1 KR100861176 B1 KR 100861176B1
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Abstract

본 발명은 차세대 반도체 소자 제조에 필요한 하드마스크용 고분자 및 이를 함유하는 조성물에 관한 것으로, 반도체 소자의 피식각층 패턴을 형성하는데 있어 유기계 하드마스크막 상부에 유기계 하드마스크에 대한 식각 선택비가 우수한 무기계 하드마스크막을 더 형성시켜 하드마스크로 이용함으로써 미세 패턴의 식각을 용이하게 한다.

Description

무기계 하드마스크용 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 {Inorganic Hardmask Composition and method for manufacturing semiconductor device using the same}
도 1a 내지 도 1e는 종래 기술에 따른 반도체 소자의 피식각층 패턴 형성방법을 도시하는 단면도.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 반도체 소자의 피식각층 패턴 형성방법을 도시하는 단면도.
도 3은 실시예 1에 의해 형성된 피식각층 패턴의 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10, 110: 반도체 기판 12, 112: 피식각층
14: 비정질 탄소막 16: 실리콘산화질화막
114: 유기계 하드마스크막 116: 무기계 하드마스크막
18, 118: 난반사 방지막 20, 120: 포토레지스트 막
본 발명은 반도체 리소그라피 공정에서 사용되는 하드마스크용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 소자의 미세 패턴을 식각하는데 사용되는 무기 계 하드마스크용 조성물에 관한 것이다.
100㎚, 바람직하게는 80㎚ 이하의 미세 패턴 형성시 패턴의 쓰러짐 현상이 발생하는 것을 방지하기 위하여 포토레지스트 막의 두께를 100㎚ 이하까지 낮춰야 한다. 이 경우, 포토레지스트 막은 하부층을 식각할 때에 충분히 견딜 정도의 두께가 되지 않기 때문에 새로운 하드마스크가 필요하게 되고, 이러한 하드마스크의 한 예로서 비정질 탄소 (amorphous carbon)막을 이용하였다.
상기 비정질 탄소는 유기물과 같은 성질을 갖는 것으로, 하부층을 식각할 때에 충분한 선택비를 나타낼 뿐만 아니라 두껍게 코팅하는 것이 가능하기 때문에, 포토레지스트 막을 충분히 얇게 형성하여도 두꺼운 하부층을 식각할 수 있는 하드마스크로서의 사용이 가능하다. 이는 비정질 탄소가 400℃ 이상의 고온에서 견디기 때문에 비정질 탄소로 형성되는 하드마스크 상부에 또 다른 하드마스크의 역할을 하는 실리콘산화질화막을 증착할 수 있어 가능한 것이다.
도 1a 내지 도 1e는 종래 기술에 따른 반도체 소자의 피식각층 패턴 형성방법을 도시하는 단면도로서, 상기한 비정질 탄소막을 하드마스크로 이용하여 피식각층 패턴을 형성하는 방법을 나타낸다.
도 1a를 참조하면, 반도체 기판 (10) 상부에 피식각층 (12), 비정질 탄소막 (14), 실리콘산화질화막 (16), 난반사 방지막 (18) 및 포토레지스트 막 (20)을 순차적으로 형성한다. 이때, 비정질 탄소막 (14)은 화학기상증착 장비를 이용하여 100∼800㎚의 두께로 형성하고, 포토레지스트 막 (20)은 40∼200㎚의 두께로 형성한다.
도 1b를 참조하면, 포토레지스트 막 (20)을 선택적으로 노광 및 현상하여 포토레지스트 막 (20)의 패턴을 형성한다.
도 1c를 참조하면, 포토레지스트 막 (20)의 패턴을 식각 마스크로 하여 하부의 난반사 방지막 (18) 및 실리콘산화질화막 (16)을 통상의 식각 공정을 이용하여 순차적으로 식각함으로써, 난반사 방지막 (18)의 패턴 및 실리콘산화질화막 (16)의 패턴을 형성한다.
도 1d를 참조하면, 상기 공정 후 잔존하는 포토레지스트 막 (20)의 패턴과, 난반사 방지막 (18)의 패턴 및 실리콘산화질화막 (16)의 패턴을 식각 마스크로 하여 하부의 비정질 탄소막 (14)을 통상의 식각 공정을 이용하여 식각함으로써, 비정질 탄소막 (14)의 패턴을 형성한다.
도 1e를 참조하면, 상기 공정 후 잔존하는 패턴들과 비정질 탄소막 (14)의 패턴을 식각 마스크로 하여 하부의 피식각층 (12)을 식각하여 피식각층 (12)의 패턴을 형성한 다음, 식각 마스크로 사용되었던 잔존하는 패턴들을 클리닝하여 제거한다.
상기한 바와 같이 종래 기술에 따라 피식각층 (12)의 패턴을 형성하기 위하여는 비정질 탄소막 (14)을 증착하기 위하여 별도의 화학기상증착 장비를 사용해야 할 뿐만 아니라, 화학기상증착 가스가 필요하므로 높은 비용이 소요된다.
따라서, 반도체 소자의 미세 패턴을 식각하는데 사용되는 하드마스크를 형성하는 물질로서 비정질 탄소 대신 사용할 수 있는 내열성이 강한 유기계 고분자를 사용할 수 있는데, 이 경우 유기계 고분자 막을 이용한 유기계 하드마스크막 상부 에 유기계 하드마스크막에 대한 식각 선택비가 우수한 무기계 하드마스크막을 형성할 것이 요구되고 있다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 반도체 소자의 미세 패턴을 식각하는데 사용되는 유기계 하드마스크막 상부에, 유기계 하드마스크막에 대한 식각 선택비가 우수한 무기계 하드마스크막을 형성하기 위한 하드마스크용 조성물 및 이를 이용하여 형성되는 하드마스크를 사용하여 반도체 소자의 피식각층 패턴을 형성하는 반도체 소자 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 반도체 소자의 피식각층 패턴 형성을 위한 식각 공정시 하드마스크로 사용되는 폴리(보로디페닐실록산)을 포함하는 하드마스크용 조성물 및 이를 이용하여 피식각층 패턴을 형성하는 방법을 제공한다.
본 발명에서는 우선, 폴리(보로디페닐실록산), 폴리비닐페놀, 가교제, 열산 발생제 및 유기용매를 포함하는 무기계 하드마스크용 조성물을 제공한다.
폴리(보로디페닐실록산)에는 붕소 (B)가 함유되어 있어, 산소와 질소의 혼합 가스를 이용하는 통상의 건식 식각 조건 하에서 유기계 하드마스크에 대해 높은 식각 선택비를 확보할 수 있다. 산소와 질소의 혼합 가스를 이용하는 통상의 건식 식각 조건 하에서 본 발명의 무기계 하드마스크막을 식각 마스크로 하여 유기계 하드마스크막을 식각할 때 식각 선택비는 대략 무기계 하드마스크막 : 유기계 하드마 스크막 = 1 : 90~100 정도이다.
폴리비닐페놀은 폴리(보로디페닐실록산) 100 중량부에 대해 10~60 중량부를 사용할 수 있다.
이때, 가교제로는 일반적인 멜라민계 가교제를 사용할 수 있고, 하기 화학식 1의 2,4,6-트리스(디메톡시메틸아미노)-1,3,5-트리아진을 사용하는 것이 바람직하다.
Figure 112006000145347-pat00001
상기 가교제는 폴리(보로디페닐실록산)과 폴리비닐페놀 자체 또는 상호간 가교를 일으킬 수 있는 양으로 사용되며, 예를 들어 상기 폴리(보로디페닐실록산) 100 중량부에 대해 1~10 중량부의 양으로 사용할 수 있다. 가교제가 1 중량부 미만으로 사용되면 가교 작용이 미약하게 일어나고, 10 중량부를 초과하여 사용하는 경우에는 식각 내성이 감소된다.
또한, 열산 발생제로는 통상의 것을 사용할 수 있으며, 2-히드록시헥실 p-톨루엔설포네이트, 2,4,4,6-테트라브로모사이클로헥사디에논, 2-니트로벤질 p-톨루엔 설포네이트, 벤조인 p-톨루엔설포네이트 또는 이들을 조합한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 열산 발생제는 폴리(보로디페닐실록산) 100 중량부에 대해 1~10 중량부의 양으로 사용할 수 있다.
또한, 상기 유기 용매는 사이클로헥사논, 사이클로펜타논, 감마-부티로락톤 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하고, 그 사용량은 상기 폴리(보로디페닐실록산) 100 중량부에 대해 200~5000 중량부 정도로 사용하는 것이 바람직하다. 사용량이 폴리(보로디페닐실록산) 중량의 200 중량부 미만인 경우에는 코팅성이 불량하여 두께의 균일도가 유지되지 않고 5000 중량부를 초과하여 사용하는 경우에는 너무 얇게 코팅되어 하드마스크로서의 역할이 어렵다.
본 발명에서는 또한, 하기의 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조방법을 제공한다:
반도체 기판 상부에 피식각층을 형성하는 단계;
상기 피식각층 상부에 유기계 고분자막을 도포하여 유기계 하드마스크막을 형성하는 단계;
상기 유기계 하드마스크막 상부에 전술한 본 발명의 하드마스크용 조성물을 도포하여 무기계 하드마스크막을 형성하는 단계;
상기 무기계 하드마스크막 상부에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하부의 층들을 순차적으로 식각하여 피식각층 패턴을 형성하는 단계.
이때 상기 유기계 하드마스크막을 형성하는 유기계 고분자는 폴리아믹산계, 예를 들어 하기 화학식 2의 폴리아믹산인 것이 바람직하다:
Figure 112006000145347-pat00002
상기 공정에서 피식각층은 산화막, 질화막, 산화질화막 또는 폴리실리콘층 등이다.
상기 공정에서 유기계 하드마스크막 및 무기계 하드마스크막은 각각 30~1000㎚의 두께로 형성되고, 상기 포토레지스트 막은 30~300㎚의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 공정에서 포토레지스트 막을 형성하기에 앞서, 무기계 하드마스크막 상부에 유기 반사방지막을 추가로 더 형성하고, 그 위에 포토레지스트 막을 형성할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 반도체 소자의 피식각층 패턴 형성방법을 도시하는 단면도로서, 본 발명에 따른 조성물을 무기계 하드마스크로 이용하여 피식각층 패턴을 형성하는 방법을 나타낸다.
도 2a를 참조하면, 반도체 기판 (110) 상부에 피식각층 (112), 유기계 하드마스크로서 폴리아믹산 막 (114), 본 발명의 무기계 하드마스크막 (116), 난반사 방지막 (118) 및 포토레지스트 막 (120)을 순차적으로 형성한다.
이때, 유기계 하드마스크막 (114)은 화학식 2의 폴리아믹산, 가교제 및 유기용매를 포함하는 하드마스크용 조성물을 스핀 코팅 방식으로 도포하여 30∼1000㎚의 두께로 형성한다. 이때 상기 유기용매의 사용량은 폴리아믹산 100 중량부에 대해 20~5000 중량부이고, 상기 가교제의 사용량은 상기 폴리아믹산 100 중량부에 대해 1~10 중량부인 것이 바람직하다.
무기계 하드마스크막 (116)은 본 발명의 하드마스크용 조성물을 스핀 코팅 방식으로 도포하여 30∼1000㎚의 두께로 형성한다. 또한, 포토레지스트 막 (120)은 30∼300㎚의 두께로 형성한다.
상기 각각의 막을 형성할 때는 막을 경화시키기 위하여 베이크 공정을 실시하는데, 본 발명의 하드마스크용 조성물의 경우는 열산 발생제와 가교제가 포함되어 있으므로, 베이크에 의해 열산 발생제로부터 발생된 산이 촉매 역할을 수행하여 조성물 내에 포함된 중합체들 간에 가교 결합이 형성되어 다른 막들에 용해되지 않는다.
한편, 본 발명의 공정에 사용하는 유기 반사 방지막 및 포토레지스트 물질은 특별히 제한되지 않으며, 사용되는 광원 등 공정 조건에 따라 적합한 것을 사용할 수 있고, 피식각층은 산화막, 질화막, 산화질화막 또는 폴리실리콘층 등으로 형성할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 포토레지스트 막 (120)을 선택적으로 노광 및 현상하여 포토레지스트 막 (120)의 패턴을 형성한다.
도 2c를 참조하면, 포토레지스트 막 (120)의 패턴을 식각 마스크로 하여 하부의 난반사 방지막 (118) 및 무기계 하드마스크막 (116)을 통상의 건식 식각 공정을 이용하여 순차적으로 식각함으로써, 난반사 방지막 (118)의 패턴 및 무기계 하드마스크막 (116)의 패턴을 형성한다.
도 2d를 참조하면, 상기 공정 후 잔존하는 포토레지스트 막 (120)의 패턴과, 난반사 방지막 (118)의 패턴 및 무기계 하드마스크막 (116)의 패턴을 식각 마스크로 하여 하부의 유기계 하드마스크막 (114)을 건식 식각 공정을 이용하여 식각함으로써, 유기계 하드마스크막 (114)의 패턴을 형성한다.
도 2e를 참조하면, 상기 공정 후 잔존하는 패턴들과 유기계 하드마스크막 (114)의 패턴을 식각 마스크로 하여 하부의 피식각층 (112)을 식각하여 30~200㎚ 크기의 피식각층 (112)의 패턴을 형성한 다음, 식각 마스크로 사용되었던 잔존하는 패턴들을 제거한다.
이때 도 2c 내지 도 2e의 식각 공정 중 포토레지스트 막 (120)으로 난반사 방지막 및 무기계 하드마스크막 (116)을 식각하는 경우에는 CF4 (공급유량 90sccm) + O2 (공급유량 10sccm)의 식각 가스를 이용하여 수행되고; 무기계 하드마스크막 (116)으로 유기계 하드마스크막 (114)을 식각하는 경우에는 N2 (공급유량 90sccm)+ O2 (공급유량 10sccm)의 식각 가스를 이용하여 수행되며; 유기계 하드마스크막 (114)으로 하부의 피식각층 식각시에는 CHF3 (공급유량 60sccm) + CF4 (공급유량 35sccm) + O2 (공급유량 2sccm)+ Ar (공급유량 3sccm) 혼합 가스의 식각 가스를 이용하여 수행된다.
또한 각각의 식각 조건으로서 전력 (power)은 식각 장비, 사용하는 가스 또는 공정 종류 등에 따라 매우 다양하게 적용될 수 있으나 대체로 소스 RF 전력 (source RF power) 300~1000 W, 바이어스 전력 (bias power) 0~300 W 정도가 적용될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따라 피식각층 (112)의 패턴을 형성하는데 있어서는 유기계 하드마스크막 (114)을 간단한 스핀 코팅 방식을 이용하여 형성한 다음, 유기계 하드마스크막 (114) 상부에 유기계 고분자에 대한 식각 선택비가 높은 본 발명의 하드마스크용 조성물을 이용한 무기계 하드마스크막 (116)을 증착한다. 이로써 하부층 패턴의 식각이 더욱 유리해 진다.
이하 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다. 단 실시예는 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
제조예 1 : 유기계 하드마스크막용 조성물의 제조
상기 화학식 2의 폴리아믹산 10g과, 상기 화학식 1의 2,4,6-트리스(디메톡시메틸아미노)-1,3,5-트리아진 0.6g을 70g의 사이클로헥사논에 용해하여 유기계 하드마스크용 조성물을 제조하였다.
제조예 2 : 본 발명의 무기계 하드마스크막용 조성물의 제조
폴리(보로디페닐실록산) (CAS No.: 70914-15-7) 10g, 폴리비닐페놀 (분자량 8000) 2g, 상기 화학식 1의 2,4,6-트리스(디메톡시메틸아미노)-1,3,5-트리아진 0.6g 및 2-히드록시헥실 p-톨루엔설포네이트 1g을 200g의 사이클로헥사논에 용해하여 본 발명의 무기계 하드마스크용 조성물을 제조하였다.
실시예 1 : 하드마스크막 형성 및 하부층 패턴 형성
실리콘 웨이퍼 위에 실리콘 산화막을 350nm 두께로 형성하고, 그 위에 실리콘 질화막을 100㎚의 두께로 형성한 다음, 상기 질화막 상부에 상기 제조예 1에서 제조한 유기계 하드마스크용 조성물을 스핀 코팅 방법으로 코팅하였다. 코팅 후 200℃에서 2분간, 400℃에서 2분간 베이크하여 유기계 하드마스크로서 400nm 두께의 폴리아믹산 막을 형성하였다.
상기 유기계 하드마스크 상부에 상기 제조예 2에서 제조한 무기계 하드마스 크용 조성물을 스핀 코팅 방법으로 코팅한 다음 200℃에서 2분간 베이크하여 100nm 두께로 무기계 하드마스크를 형성하였다.
다시 상기 무기계 하드마스크 상부에 난반사 방지막 조성물 (동진쎄미켐의 DAR202 BARC)을 코팅하여 난반사 방지막을 형성하였다.
다음, 상기 난반사 방지막 상부에 감광제 (JSR사의 AR1221J)를 코팅한 후 130℃에서 90초간 베이크하여 200nm 두께의 포토레지스트 막을 형성한 다음 ArF 노광장비로 노광 후 130℃에서 90초간 다시 베이크 하였다. 베이크 완료 후, 2.38 중량% 테트라메틸암모늄하이드록사이드 수용액에 40초간 현상하여 80nm 크기의 포토레지스트 패턴을 얻었다.
그런 다음, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 하부의 난반사 방지막 및 무기계 하드마스크막을 선택적으로 식각하여 난반사 방지막 패턴 및 무기계 하드마스크막 패턴을 형성하였다 (식각 조건: 90CF4 + 10O2, 소스 RF 전력: 약 700 W, 바이어스 전력: 약 150 W). 또한 이들 패턴을 식각 마스크로 하여 하부의 유기계 하드마스크막인 폴리아믹산 막을 선택적으로 식각하여 폴리아믹산 막 패턴을 형성하고 (식각 조건: 10O2 + 90N2, 소스 RF 전력: 약 700 W, 바이어스 전력: 약 150 W), 마지막으로 상기 폴리아믹산 막을 포함한 상기 패턴을 식각 마스크로 하여 하부의 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막을 식각하여 80㎚ 크기의 패턴을 형성하였다 (식각 조건: 60CHF3 + 35CF4 + 2O2 + 3Ar, 소스 RF 전력: 약 700 W, 바이어스 전력: 약 150 W).
이때 상기 본 발명의 무기계 하드마스크막으로 유기계 하드마스크막을 식각할 때 식각 선택비는 무기계 하드마스크막 : 유기계 하드마스크막 = 1 : 100 인 것으로 확인되어, 본 발명의 무기계 하드마스크용 조성물을 이용한 하드마스크막이 유기계 하드마스크에 대해 높은 식각 선택비를 가짐을 알 수 있었다.
첨부된 도 3은 폴리아믹산 막 패턴을 포함한 상기 패턴들을 제거한 후 남아 있는 실리콘 산화막 (350nm 두께) 및 실리콘 질화막 (100nm 두께) 패턴의 단면 사진이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 유기계 하드마스크막 상부에 유기계 하드마스크에 대한 식각 선택비가 우수한 무기계 하드마스크막을 더 형성시켜 하드마스크로 이용함으로써 미세 패턴의 식각을 용이하게 한다.

Claims (9)

  1. 폴리(보로디페닐실록산), 폴리비닐페놀, 가교제, 열산 발생제 및 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기계 하드마스크용 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가교제는 멜라민계 가교제이고, 상기 유기용매는 사이클로헥사논, 사이클로펜타논, 감마-부티로락톤 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 하드마스크용 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가교제는 하기 화학식 1의 2,4,6-트리스(디메톡시메틸아미노)-1,3,5-트리아진인 것을 특징으로 하는 하드마스크용 조성물.
    [화학식 1]
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 열산 발생제는 2-히드록시헥실 p-톨루엔설포네이트, 2,4,4,6-테트라브로모사이클로헥사디에논, 2-니트로벤질 p-톨루엔설포네이트, 벤조인 p-톨루엔설포네이트 및 이들의 조합으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 하드마스크용 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리비닐페놀은 상기 폴리(보로디페닐실록산) 100 중량부에 대해 10~60 중량부,
    상기 유기용매는 상기 폴리(보로디페닐실록산) 100 중량부에 대해 200~5000 중량부,
    상기 가교제 및 열산 발생제는 상기 폴리(보로디페닐실록산) 100 중량부에 대해 각각 1~10 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 하드마스크용 조성물.
  6. 반도체 기판 상부에 피식각층을 형성하는 단계;
    상기 피식각층 상부에 유기계 하드마스크막을 형성하는 단계;
    상기 유기계 하드마스크막 상부에 제 1 항 기재의 무기계 하드마스크용 조성물을 도포하여 무기계 하드마스크막을 형성하는 단계;
    상기 무기계 하드마스크막 상부에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하부의 층들을 순차적으로 식각하 여 피식각층 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유기계 하드마스크막은 하기 화학식 2의 폴리아믹산 중합체인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법:
    [화학식 2]
    Figure 112006000145347-pat00004
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 유기계 하드마스크막 및 무기계 하드마스크막은 각각 30~1000㎚의 두께로 형성되고,
    상기 포토레지스트 막은 30~300㎚의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 반 도체 소자 제조방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 포토레지스트 막을 형성하기 전에, 무기계 하드마스크막 상부에 유기 반사방지막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9908990B2 (en) 2015-04-17 2018-03-06 Samsung Sdi Co., Ltd. Organic layer composition, organic layer, and method of forming patterns
KR20220168816A (ko) 2021-06-17 2022-12-26 에스케이머티리얼즈퍼포먼스 주식회사 고투명 수지 조성물
KR102817099B1 (ko) * 2023-12-20 2025-06-05 에스케이머티리얼즈퍼포먼스 주식회사 불용성 지르코니아 화합물 및 카본 하드마스크용 중합체 포함하는 고투명 수지 조성물

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7842620B2 (en) * 2006-10-12 2010-11-30 Nissan Chemical Industries, Ltd. Method for manufacturing semiconductor device using quadruple-layer laminate
KR100930672B1 (ko) * 2008-01-11 2009-12-09 제일모직주식회사 실리콘계 하드마스크 조성물 및 이를 이용한 반도체집적회로 디바이스의 제조방법
JP2009200080A (ja) * 2008-02-19 2009-09-03 Tokyo Electron Ltd プラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置、制御プログラム及びコンピュータ記憶媒体
JP5896176B2 (ja) 2011-05-20 2016-03-30 日産化学工業株式会社 感光性樹脂組成物
TWI587093B (zh) * 2016-04-11 2017-06-11 台灣積體電路製造股份有限公司 三層型光阻結構和其製造方法
US10007184B2 (en) * 2016-09-01 2018-06-26 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Silicon-containing underlayers

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001168191A (ja) 1999-12-13 2001-06-22 Matsushita Electronics Industry Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2001215299A (ja) * 2000-01-31 2001-08-10 Fuji Photo Film Co Ltd 放射線像変換パネル
KR20050044501A (ko) * 2001-11-15 2005-05-12 허니웰 인터내셔날 인코포레이티드 포토리소그래피용 무반사 코팅 및 이의 제조 방법
KR20050048258A (ko) * 2003-11-19 2005-05-24 주식회사 하이닉스반도체 Ｅｕｖ용 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한포토레지스트 패턴 형성 방법
KR20050084638A (ko) * 2002-11-02 2005-08-26 허니웰 인터내셔날 인코포레이티드 기체 층 형성 재료
KR20050084283A (ko) * 2002-12-02 2005-08-26 토쿄오오카코교 가부시기가이샤 래더형 실리콘 공중합체
KR20050119910A (ko) * 2004-06-17 2005-12-22 삼성전자주식회사 반도체 패턴 형성 방법
KR20070063730A (ko) * 2005-12-15 2007-06-20 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 하드마스크용 고분자 및 이를 함유하는조성물

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4228270A (en) * 1977-12-14 1980-10-14 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Polyborodiphenylsiloxanes
KR100636663B1 (ko) * 2002-06-24 2006-10-23 주식회사 하이닉스반도체 유기 반사방지막 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트의패턴 형성 방법

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001168191A (ja) 1999-12-13 2001-06-22 Matsushita Electronics Industry Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2001215299A (ja) * 2000-01-31 2001-08-10 Fuji Photo Film Co Ltd 放射線像変換パネル
KR20050044501A (ko) * 2001-11-15 2005-05-12 허니웰 인터내셔날 인코포레이티드 포토리소그래피용 무반사 코팅 및 이의 제조 방법
KR20050084638A (ko) * 2002-11-02 2005-08-26 허니웰 인터내셔날 인코포레이티드 기체 층 형성 재료
KR20050084283A (ko) * 2002-12-02 2005-08-26 토쿄오오카코교 가부시기가이샤 래더형 실리콘 공중합체
KR20050048258A (ko) * 2003-11-19 2005-05-24 주식회사 하이닉스반도체 Ｅｕｖ용 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한포토레지스트 패턴 형성 방법
KR20050119910A (ko) * 2004-06-17 2005-12-22 삼성전자주식회사 반도체 패턴 형성 방법
KR20070063730A (ko) * 2005-12-15 2007-06-20 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 하드마스크용 고분자 및 이를 함유하는조성물

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9908990B2 (en) 2015-04-17 2018-03-06 Samsung Sdi Co., Ltd. Organic layer composition, organic layer, and method of forming patterns
KR20220168816A (ko) 2021-06-17 2022-12-26 에스케이머티리얼즈퍼포먼스 주식회사 고투명 수지 조성물
KR102817099B1 (ko) * 2023-12-20 2025-06-05 에스케이머티리얼즈퍼포먼스 주식회사 불용성 지르코니아 화합물 및 카본 하드마스크용 중합체 포함하는 고투명 수지 조성물
WO2025135492A1 (ko) * 2023-12-20 2025-06-26 에스케이머티리얼즈퍼포먼스 주식회사 불용성 지르코니아 화합물 및 카본 하드마스크용 중합체 포함하는 고투명 수지 조성물

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