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1
하기 화학식 1로 표시되는 아세탈계 화합물:003c#화학식 1003e#화학식 1 중, R1 내지 R10은 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1-C60 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10 시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10 헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C8-C60 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 C1-C60 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), -N(Q1)(Q2), -P(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1), -P(=O)(Q1)(Q2) 및 -P(=S)(Q1)(Q2) 중에서 선택되며, 상기 Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로, 수소; 중수소; -F; -Cl; -Br; -I; 히드록실기; 시아노기; 니트로기; C1-C60알킬기; C2-C60알케닐기; C2-C60알키닐기; C1-C60알콕시기; 또는 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, C3-C60카보시클릭 그룹; C1-C60헤테로시클릭 그룹; C7-C60아릴알킬기; 또는 C2-C60헤테로아릴알킬기;이고,단 R1 및 R2가 모두 수소인 경우는 제외되며, a 및 b는 서로 독립적으로 1 내지 10의 정수이고,G는 하기 화학식 2 또는 2a로 표시되는 그룹이며,003c#화학식 2003e# 003c#화학식 2a003e#화학식 2 및 화학식 2a 중, R4는 비치환된 또는 치환된 C1 내지 C60의 알킬기 또는 비치환된 또는 치환된 C6 내지 C60의 아릴기이며, R3, R5 내지 R8은 서로 독립적으로 수소, 또는 비치환된 또는 치환된 C1 내지 C60의 알킬기이며, *는 연결위치를 나타내며, k는 0 또는 1이며, k가 0인 경우에는 단일결합을 나타낸다
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| 2 |
2
제1항에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물이 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물인 아세탈계 화합물:003c#화학식 1-1003e#화학식 1-1 중, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1-C60 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C60 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C60알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C60 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C10 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-C10시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C10 헤테로시클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C60 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6-C60아릴티오기, 치환 또는 비치환된 C1-C60 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C8-C60 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 치환 또는 비치환된 C1-C60 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹, -Si(Q1)(Q2)(Q3), -B(Q1)(Q2), -N(Q1)(Q2), -P(Q1)(Q2), -C(=O)(Q1), -S(=O)(Q1), -S(=O)2(Q1), -P(=O)(Q1)(Q2) 및 -P(=S)(Q1)(Q2) 중에서 선택되며, 상기 Q1 내지 Q3은 서로 독립적으로, 수소; 중수소; -F; -Cl; -Br; -I; 히드록실기; 시아노기; 니트로기; C1-C60알킬기; C2-C60알케닐기; C2-C60알키닐기; C1-C60알콕시기; 또는 중수소, -F, 시아노기, C1-C60알킬기, C1-C60알콕시기, 페닐기, 비페닐기, 또는 이의 임의의 조합으로 치환 또는 비치환된, C3-C60카보시클릭 그룹; C1-C60헤테로시클릭 그룹; C7-C60아릴알킬기; 또는 C2-C60헤테로아릴알킬기;이고,단 R1 및 R2가 모두 수소인 경우는 제외되며, a 및 b는 각각 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고,G는 하기 화학식 2-1 또는 화학식 2a-1로 표시되는 그룹이며,003c#화학식 2-1003e# 003c#화학식 2a-1003e#화학식 2 및 2a-1 중, R4는 C1 내지 C60의 알킬기이며, R3, R5 내지 R8은 서로 독립적으로 수소, 또는 C1 내지 C60의 알킬기이며, *는 연결위치를 나타낸다
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3
제1항에 있어서, 상기 아세탈계 화합물이 하기 화학식 3 또는 3-1로 표시되는 화합물인 아세탈계 화합물:003c#화학식 3003e#003c#화학식 3-1003e#화학식 3 및 3-1중, z은 C1-C60의 알킬기이다
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4
제1항에 있어서, 상기 아세탈계 화합물이 하기 화학식 3-3로 표시되는 화합물, 또는 하기 화학식 3-4로 표시되는 화합물인 아세탈계 화합물:003c#화학식 3-3003e#003c#화학식 3-4003e#
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5
제1항의 아세탈계 화합물, 극성 그룹(polar group)을 갖는 제1중합성 모노머 및 산 분해성 그룹(acid labile group)을 갖는 제2중합성 모노머의 중합 반응 생성물인 아세탈계 프리폴리머
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6
제5항에 있어서, 상기 극성 그룹을 갖는 제1중합성 모노머가 하기 화학식 4로 표시되는 화합물인 아세탈계 프리폴리머:003c#화학식 4003e#화학식 4 중, R11 내지 R13은 서로 독립적으로 수소, C1-30 알킬기, 또는 C6-C60 아릴기이며, R14 내지 R18은 서로 독립적으로 수소, C1-C60 알킬기, C1-C60 알콕시기, 시아노기, 하이드록시기, 할로겐 원자, 할로겐 원자가 치환된 C1-C60 알킬기, 아세탈기, RC(=O)O-(R'은 H 또는 C1-C20 알킬기), C6-C60 아릴기, C6-C60 아릴옥시기, C6-C60 아릴티오기, C1-C60 헤테로아릴기, C8-C60 1가 비-방향족 축합다환 그룹, 또는 C1-C60 1가 비-방향족 헤테로축합다환 그룹이며,또는 R14 내지 R18중 둘 이상이 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있고,R14 내지 R18중 적어도 하나는 극성 그룹(Polar group)이다
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7
제6항에 있어서, 상기 극성 그룹은 하이드록시기, 아세탈기, 또는 R'C(=O)O-(R'은 H 또는 C1-C20 알킬기)인 아세탈계 프리폴리머
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8
제5항에 있어서, 상기 산 분해성 그룹을 갖는 제2중합성 모노머가 하기 화학식 5로 표시되는 화합물인 아세탈계 프리폴리머:003c#화학식 5003e#화학식 5 중, R21 내지 R23은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C60 알킬기이며,R24는 산 분해성 그룹(acid labile group)이다
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9
제8항에 있어서, 상기 산 분해성 그룹은 터트부틸기, 터트-아밀기 또는 C4-C60 지환식 구조를 갖는 탄화수소기인 아세탈계 프리폴리머
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10
제8항에 있어서, 상기 산 분해성 그룹은 아다만틸기, 노르아다만틸기, 데칼린 잔기, 트리시클로데카닐기, 테트라시클로도데카닐기, 노르보닐기, 세드롤기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 시클로데카닐기 및 시클로도데카닐기 중에서 선택된 하나 이상의 그룹(A) 또는 치환기를 갖는 그룹(A)인 아세탈계 프리폴리머
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11
제5항에 있어서, 상기 아세탈계 프리폴리머가 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물인 아세탈계 프리폴리머:003c#화학식 6003e#화학식 6 중, A1 및 A2는 서로 독립적으로 H, 또는 -C(=O)R3이며, R3은 C1-C60 알킬기이며,Z1 및 Z2는 서로 독립적으로 -SH, , 또는 이고, *는 결합영역을 나타내며,R은 C1-C30 알킬기이고, R2는 C1-C30 알킬기이고, a 및 b는 서로 독립적으로 0 또는 1 내지 10의 정수이고, R11 내지 R13은 서로 독립적으로 수소, C1-30 알킬기, 또는 C6-C60 아릴기이며, R21 내지 R23은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C60 알킬기이며, a1, b1, a2, 및 b2는 중합도를 나타내며, 각각 1 내지 10,000의 수이다
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제5항에 있어서, 상기 아세탈계 프리폴리머가 하기 화학식 6-1로 표시되는 아세탈계 프리폴리머:003c#화학식 6-1003e#화학식 6-1 중, A1 및 A2는 서로 독립적으로 H, 또는 -C(=O)R3이며, R3은 C1-C60 알킬기이며,Z1 및 Z2는 서로 독립적으로 -SH, , 또는 이고, *는 결합 영역을 나타내며, R은 C1-C30 알킬기이고, a1, b1, a2, 및 b2는 중합도를 나타내며, 각각 1 내지 10,000의 수이다
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13
제5항에 있어서, 상기 아세탈계 프리폴리머가 하기 화학식 6-2로 표시되는 화합물, 화학식 6-3으로 표시되는 화합물, 또는 화학식 6-4로 표시되는 화합물인 아세탈계 프리폴리머:003c#화학식 6-2003e#003c#화학식 6-3003e#003c#화학식 6-4003e#화학식 6-2 내지 6-4 중, a1, b1, a2, 및 b2는 중합도를 나타내며, 각각 1 내지 10,000의 수이다
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14
제5항에 있어서, 상기 아세탈계 프리폴리머의 중량평균분자량이 1,500 g/mol 내지 20,000 g/mol인 아세탈계 프리폴리머
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15
제5항에 따른 아세탈계 프리폴리머와 사슬 연장제(chain extender)의 사슬 연장 반응 생성물인 아세탈계 폴리머
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16
제15항에 있어서, 상기 사슬 연장제가 하기 화학식 7로 표시되는 디올 및 화학식 8로 표시되는 디이소시아네이트의 반응 생성물인 우레탄계 화합물, 하기 화학식 9로 표시되는 화합물, 또는 그 조합인 아세탈계 폴리머:003c#화학식 7003e# 003c#화학식 8003e# 003c#화학식 9003e#
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17
제15항에 있어서, 상기 아세탈계 폴리머가 하기 화학식 4-1로 표시되는 제1반복단위와 하기 화학식 5-1로 표시되는 제2반복단위를 포함하는 아세탈계 폴리머:003c#화학식 4-1003e# 003c#화학식 5-1003e# 화학식 4-1 중, R11 내지 R13은 서로 독립적으로 수소, C1-30 알킬기, 또는 C6-C60 아릴기이며, R16은 극성 그룹이며, 하이드록시기, 아세탈기, 또는 RC(=O)O-(R'은 H 또는 C1-C20 알킬기)이고,화학식 5-1 중, R21 내지 R23은 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C60 알킬기이며, R24는 산 분해성 그룹이며, 터트부틸기, 터트-아밀기 또는 C4-C60 지환식 구조를 갖는 탄화수소기이다
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18
제15항에 있어서, 상기 사슬 연장제의 함량이 아세탈계 프리폴리머 1몰을 기준으로 하여 0
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19
제15항에 있어서, 상기 아세탈계 폴리머가 하기 화학식 10로 표시되는 아세탈계 폴리머:003c#화학식 10003e#화학식 10 중 L1 및 L2은 각각 링커(linker)이며, L1은 -C(=O)NH-(CH2)k1-NHC(=O)O-(CH2)k2-, 또는 -(CH2-CH2)k3-이며,L2는 -(CH2)k4-OC(=O)NH-(CH2)k5-, 또는 -(CH2-CH2)k6-이며, k1 내지 k6는 서로 독립적으로 1 내지 10의 정수이며, a1, b1, a2, b2 및 n은 중합도를 나타내며, 각각 1 내지 10,000의 수이다
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20
제15항에 있어서, 상기 아세탈계 폴리머가, 하기 화학식 10-1로 표시되는 폴리머 또는 화학식 10-2로 표시되는 폴리머인 아세탈계 폴리머:003c#화학식 10-1003e#화학식 10-1 중, a1, b1, a2, b2 및 n은 중합도를 나타내며, 각각 1 내지 10,000의 수이고, 003c#화학식 10-2003e#화학식 10-2 중, a1, b1, a2, b2 및 n은 각각 중합도를 나타내며, 각각 1 내지 10,000의 수이다
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21
제15항에 있어서, 상기 아세탈계 폴리머의 중량평균분자량이 4,000 g/mol 내지 20,000 g/mol이고, PDI는 1
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22
제15항에 있어서, 상기 아세탈계 폴리머는 랜덤 코폴리머(random copolymer), 블록 코폴리머(block copolymer), 교호 코폴리머(alternating copolymer), 그래프트 코폴리머(block copolymer), 또는 그 조합인 아세탈계 폴리머
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베이스 폴리머, 광산발생제, 및 용매를 포함하는 포토레지스트 조성물이며,상기 베이스 폴리머가 제15항에 따른 아세탈계 폴리머를 포함하는 포토레지스트 조성물
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제23항에 있어서, 상기 아세탈계 폴리머의 함량이 포토레지스트 조성물의 전체 100 중량부를 기준으로 1 중량부 내지 25 중량부인 포토레지스트 조성물
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제23항에 있어서, 상기 아세탈계 폴리머의 중량평균분자량이 4,000 g/mol 내지 50,000 g/mol이고, PDI는 1
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26
제23항에 있어서, 상기 베이스 폴리머의 산처리후 분해된 폴리머 분해물의 중량평균분자량(Mw)이 3,000 g/mol 이하인, 포토레지스트 조성물
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