KR100566700B1 - 반도체 공정에서 포토레지스트 패턴 형성 방법,포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트 및 이의 제조 방법. - Google Patents

반도체 공정에서 포토레지스트 패턴 형성 방법,포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트 및 이의 제조 방법. Download PDF

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Abstract

반도체 장치에서 임프린트 방식으로 포토레지스트 패턴을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 기판 상에 포토레지스트를 코팅한다. 상기 포토레지스트의 상부면에, 광 투과판과 상기 광 투과판으로 조사되는 광을 선택적으로 차단시키기 위한 광 차단막 패턴 및 상기 광 투과판 및 광 차단막 패턴의 프로파일에 의해 형성되고 포토레지스트를 임프린트하기 위한 요철부를 구비하는 템플레이트를 압착시켜, 상기 포토레지스트를 임프린트한다. 상기 템플레이트를 통해 광을 조사하여 상기 포토레지스트를 선택적으로 노광한다. 이어서, 상기 포토레지스트를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 방법에 의하면, 마스트 패턴 형성을 위한 식각 공정을 생략할 수 있어 공정이 단순화되는 효과가 있다.

Description

반도체 공정에서 포토레지스트 패턴 형성 방법, 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트 및 이의 제조 방법.{Method for forming mask pattern, template for forming mask pattern and method for forming template}
도 1a/b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트를 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 2a/b 및 도 3a/b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트 제조 방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 제1 실시예에 따른 포토레지스트 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트를 나타내는 단면도이다.
도 6a및 도 6b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 포토레지스트 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 템플레이트를 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 100 : 광 투과판 12, 108 : 요부
14, 102 : 광 차단막 20, 120 : 템플레이트
30, 130 : 임프린트 물질 50, 150 : 반도체 기판
52, 152 : 패터닝 대상막 54, 154 : 네거티브 포토레지스트
60, 160 : 포토레지스트 패턴
반도체 공정에서 포토레지스트 패턴 형성 방법, 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 기판에 미세 패턴을 형성하기 위해 임프린트 방식으로 포토레지스트 패턴을 형성하는 방법 및 이를 수행하기 위한 템플레이트 및 템플레이트 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 장치가 고도로 집적화됨에 따라 패턴의 피치가 감소되고 있으며, 매우 작은 크기를 갖는 패턴 구현을 위한 기술이 요구되고 있다. 알려진 바대로, 상기 미세 패턴을 형성하기 위한 대표적인 방법은 포토리소그라피 방법이다. 상기 포토리소그라피 공정은 회로 선폭이 노광 공정에 사용되는 광의 파장에 의해 결정된다. 때문에, 현 기술 수준을 고려할 때 70㎚이하의 미세 패턴 형성이 매우 어려운 실정이다. 또한, 광의 반사, 회절 세기 변화 등에 의하여 패턴의 선폭의 산포가 크게 발생하며, 미세 패턴인 경우 약간의 선폭 산포로 인하여 반도체 장치의 특성 변 화를 초래하게 된다.
이에 따라, 상기 패턴 피치를 감소시키기 위한 차세대 리소그라피 기술(Next generation lithography, NGL)들이 등장하고 있다. 상기 차세대 리소그라피 기술의 일 예로 나노임프린트(nanoimprint) 기술을 들 수 있다.
상기 나노임프린트 기술은 원하는 패턴을 템플레이트(template)에 먼저 형성한 이 후에, 상기 템플레이트를 모노모 형태의 광경화성 임프린트막과 접촉시킨후 노광하여, 상기 광경화성 임프린트막의 표면 상태를 변화시켜 패턴을 형성하는 기술이다.
상기 나노 임프린트 기술에 의한 패턴 형성 방법의 일 예는 한국 공개 특허 2003-040378호에도 개시되어 있다.
구체적으로, 상기 임프린트 리소그라피 공정을 수행하기 위해서는 각 공정별로 템플레이트를 형성하여야 한다. 상기 템플레이트는 투명 재질인 석영판 상에 일정 두께의 크롬막을 형성하고, 상기 크롬막 상에 포토레지스트 패턴을 형성한 후 상기 크롬막 및 석영판을 식각하여 상기 석영판에 원하는 형태의 패턴을 형성한다. 이 후, 상기 크롬막을 완전히 제거하여 템플레이트를 완성한다. 상기 크롬막은 상기 포토레지스트를 접착시키기 위한 접착막이다.
이어서, 기판 상에 유기 ARC로 이루어지는 트랜스퍼막(transfer layer) 및 광경화성 모노머로 이루어지는 임프린트막을 형성하고, 상기 임프린트막과 상기 템플레이트를 서로 압착시킨다. 이 후, 상기 템플레이트를 압착시킨 상태로 노광 공정을 수행하면 상기 임프린트막이 상기 템플레이트에 형성되어 있는 패턴대로 프린 트된 후 전면 경화되어 예비 마스크 패턴이 형성된다. 상기 예비 마스크 패턴을 이용하여 상기 임프린트막 및 트랜스퍼막을 식각함으로서 하부막을 패터닝하기 위한 마스크 패턴이 완성된다.
상기 임프린트막은 상기 패터닝 대상막 상에 접착되는 특성이 좋지 않다. 때문에, 상기 임프린트막과의 접착특성이 양호한 트랜스퍼막을 상기 패터닝 대상막 및 임프린트막 사이 계면에 형성하여야 한다.
상기 공정 방법에 의하면, 임프린트막 및 트랜스퍼막을 각각 식각하여야 하므로 공정이 매우 복잡하다. 또한, 상기 2회의 식각 공정 시에 상기 임프린트막 및 트랜스퍼막이 식각되므로 최종적으로 형성되는 상기 마스크 패턴의 두께가 감소되어 상기 마스트 패턴의 종횡비가 감소된다.
따라서, 본 발명의 제1 목적은 임프린트 방식으로 포토레지스트 패턴을 형성하기에 적합한 템플레이트를 제공하는데 있다.
본 발명의 제2 목적은 임프린트 방식으로 포토레지스트 패턴을 형성하기에 적합한 템플레이트 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 제3 목적은 임프린트 방식으로 포토레지스트 패턴을 형성하는 방법을 제공하는데 있다.
상기한 제1 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
광을 투과시키는 물질로 이루어지는 광 투과판과, 상기 광 투과판으로 조사 되는 광을 선택적으로 차단시키기 위한 광 차단막 패턴과, 상기 광 투과판 및 광 차단막 패턴의 프로파일에 의해 형성되고, 포토레지스트를 임프린트하기 위한 요철부를 구비하는 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트를 제공한다.
상기한 제2 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
광을 투과시키는 물질로 이루어지는 광 투과판을 제공한다. 상기 광 투과판 상에 광을 차단시키기 위한 광 차단막을 형성한다. 이어서, 상기 광 투과판 및 광 차단막을 가공하여, 광 차단막 패턴 및 포토레지스트를 임프린트하기 위한 요철부를 형성하여 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트를 제조한다.
상기한 제3 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
기판 상에 포토레지스트를 코팅한다. 상기 포토레지스트의 상부면에, 광 투과판과 상기 광 투과판으로 조사되는 광을 선택적으로 차단시키기 위한 광 차단막 패턴 및 상기 광 투과판 및 광 차단막 패턴의 프로파일에 의해 형성되고 포토레지스트를 임프린트하기 위한 요철부를 구비하는 템플레이트를 압착시켜, 상기 포토레지스트를 임프린트한다. 상기 템플레이트를 통해 광을 조사하여 상기 포토레지스트를 선택적으로 노광한다. 이어서, 상기 포토레지스트를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 방법을 제공한다.
상기 방법에 의하면, 포토레지스트막을 선택적으로 노광하면서 동시에 임프린트하므로, 이 후 현상 공정에 의해 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 즉, 종래의 임프린트 방식과는 달리 별도의 식각 공정을 수행하지 않아도 반도체 공정의 마스크로 사용할 수 있는 포토레지스트 패턴이 완성되므로 임프린트 공정이 간단해 지는 효과가 있다. 또한, 상기 식각 공정이 현상 공정으로 대체됨에 따라, 상기 임프린트 공정에 의해 최종 형성되는 포토레지스트 패턴의 종횡비를 증가시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
실시예 1
도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트를 나타내는 평면도이고, 도 1b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트를 나타내는 단면도이다.
도 1a 및 1b를 참조하면, 석영과 같은 투명 재질로 이루어지는 광 투과판(10)이 구비된다. 상기 광 투과판(10)에서 상기 임프린트 공정시에 기판과 압착되는면인 상부면에는 패턴 형성용 요철부가 형성되어 있다. 구체적으로, 상기 광 투과판의 상부면에서, 임프린트 공정에 의해 포토레지스트 패턴으로 형성되어야 할 부위에는 선택적으로 패턴 형성용 요부(12)가 형성되고, 상기 포토레지스트 패턴의 사이에 해당되는 부위에는 상기 요부(12)에 의해 상대적으로 돌출된 철부가 형성되어 있다. 이 때, 상기 철부의 표면은 평탄하게 형성되어 있다.
또한, 상기 광 투과판(10)의 철부에는 선택적으로 광 차단막 패턴(14)이 형성되어 있다. 상기 광 차단막 패턴(14)은 크롬 물질로 이루어진다.
따라서, 상기 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트는 패턴 형성을 위한 요부(12) 부위에는 광이 투과되고 패턴들 사이를 형성하기 위한 돌출 부위에는 광이 차단되는 구성을 갖는다.
도 2a/b 및 도 3a/b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트 제조 방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도들이다.
도 2a를 참조하면, 석영과 같은 투명 재질로 이루어지는 광 투과판(10)을 제공한다. 상기 광 투과판(10) 상에 광 차단막(14)을 형성한다. 상기 광 차단막(14)은, 예컨대, 크롬 물질을 증착하여 형성할 수 있다. 이어서, 상기 광 차단막(14) 상에 포토레지스트(16)를 코팅한다. 상기 광 투과판(10) 상에 직접 포토레지스트(16)를 코팅하는 경우에는 포토레지스트(16)의 접착력이 매우 약하여 코팅 공정이 정상적으로 이루어지지 않지만, 상기 광 차단막(14) 상에 포토레지스트(16)를 코팅하면 포토레지스트(16)와 광 차단막(14)간의 접착력이 강하여 이 후에 포토레지스트 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 상기 포토레지스트(16)를 노광 및 현상 공정에 의해 패터닝하여 포토레지스트 패턴(16a)을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴(16)은 임프린트를 위한 요철부를 패터닝하기 위하여 형성되며, 구체적으로, 반도체 기판에서 마스크 패턴들이 형성되지 않는 부위, 즉 마스크 패턴들 사이의 부위와 서로 임프린트될 부위에 형성된다.
이어서, 상기 포토레지스트 패턴(16a)을 마스크로 하여 상기 광 차단막(14)을 건식 식각한다. 계속하여, 상기 광 차단막(14) 아래의 광 투과판(10)을 식각하여, 상기 광 투과판(10)에 요부(12)를 형성한다.
다음에, 상기 포토레지스트 패턴(16a)을 제거한다.
상기 공정에 의하면, 도 1a 및 1b에 도시된 것과 같이, 기판에서 마스크 패턴으로 제공되는 포토레지스트 패턴으로 임프린트되는 부위에는 요부(12)로 형성되고, 상기 기판에서 포토레지스트 패턴들 사이로 임프린트되는 부위에는 광 차단막 패턴(14)이 형성되는 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트(20)를 제조할 수 있다.
상기 템플레이트 제조 방법은 상기 광 차단막 패턴(14)을 제거하는 공정을 따로 수행하지 않아도 되어 종래에 비해 공정이 단순해지는 장점이 있다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 제1 실시예에 따른 포토레지스트 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4a를 참조하면, 반도체 기판(50)상에 패턴을 형성하기 위한 대상막(52)이 형성되어 있다. 본 실시예에서는 패터닝 대상막(52)이 기판(50) 상에 형성되어 있는 것으로 설명한다. 그러나, 상기 패터닝 대상막이 따로 형성되지 않고, 제1 실시예에 의해 형성되는 포토레지스트 패턴으로 반도체 기판 자체를 패터닝할 수도 있다.
상기 패터닝 대상막(52) 상에 네거티브 포토레지스트(54)를 코팅한다. 상기 네거티브 포토레지스트(54)는 알려진바 대로 노광 공정 시에 광이 조사되지 않은 부위가 현상액에 용해되는 성질로 바뀌게 되어 현상에 의해 제거되는 레지스트이다.
또한, 상기 도 1a 내지 도 1b에 도시된 패턴 형성용 템플레이트(20)에 퍼플로로 알킬(Perflouro alkyl)계열의 임프린트 물질(30)을 가스 상태로 증착시킨다. 상기 퍼플로로 알킬 계열의 가스는 상기 네거티브 포토레지스트와 상기 템플레이트(20)를 압착시킨후 서로 분리할 때, 용이하게 분리될 수 있도록 하는 물질이다.
이어서, 상기 네거티브 포토레지스트(54) 상에 상기 패턴 형성용 템플레이트(20)를 얼라인한다. 이 때, 상기 패터닝 대상막(52)에서 패턴이 형성될 부위 상에 상기 템플레이트(20)의 요부(12)가 정확히 얼라인되도록 상기 템플레이트(20)를 위치시킨다.
도 4b를 참조하면, 상기 템플레이트(20)를 상기 네거티브 포토레지스트(54)에 압착시켜 상기 네거티브 포토레지스트(54)를 임프린트한다. 상기 템플레이트를 네거티브 포토레지스트(54)에 압착하면, 상기 템플레이트(20)의 돌출된 부위와 압착되는 상기 네거티브 포토레지스트(54)는 상기 템플레이트(20)의 요부(12)의 내부로 밀려들어간다. 이 때, 상기 템플레이트(20)는 상기 네거티브 포토레지스트(54) 아래의 패터닝 대상막(52)과 소정 간격 이격되도록 일정한 압력으로 상기 네거티브 포토레지스트(54)를 압착시킨다.
상기 임프린트 공정을 수행하면, 상기 패터닝 대상막(52) 상에 네거티브 포토레지스트(54)는 상기 템플레이트(20)의 형상을 따라, 상기 템플레이트(20)의 요부에서는 돌출되고 상기 템플레이트(20)의 철부에서는 오목한 형상을 갖는다.
도 4c를 참조하면, 상기 템플레이트(20)를 상기 네거티브 포토레지스트(54)에 압착한 상태에서 상기 템플레이트(20)를 통해 광을 조사하여 상기 네거티브 포토레지스트(54)를 선택적으로 노광한다. 상기 노광 공정은 통상 UV 큐어링 공정이라 한다. 상기 노광 공정에 사용되는 광은 633㎚이하의 파장을 갖는다. 즉, 상기 노광 공정 시에 사용되는 광의 파장이 극히 짧지 않아도 100㎚ 이하의 선폭을 갖는 미세한 패턴을 형성할 수 있다.
상기 템플레이트(20)는 패턴을 형성하기 위한 요부(12)에서는 광이 투과되고, 상기 철부에서는 광이 차단되도록 형성되어 있다. 그리고, 상기 네거티브 포토레지스트(54)에서 광이 조사되지 않는 부위(A)는 현상액에 의해 용해되는 성질을 갖는다.
즉, 상기 템플레이트(20)의 요부(12)로 네거티브 포토레지스트들이 밀려들어가 일정 패턴 형태를 갖춘 상태에서 상기 네거티브 포토레지스트에 선택적으로 광이 조사되면, 요부(12)내의 포토레지스트는 상기 광에 의해 경화되고, 철부와 접촉하고 있는 포토레지스트는 광이 차단되어 현상액에 의해 용해되는 성질을 갖는 예비 포토레지스트 패턴(54a)으로 형성된다.
도 4d를 참조하면, 상기 템플레이트(20)와 상기 예비 포토레지스트 패턴(54a)을 서로 분리시킨다. 상기 예비 포토레지스트 패턴(54a)은 상기 템플레이트에 의해 임프린트되어 패턴이 형성될 부위는 돌출되고, 패턴 사이 부위는 오목한 형태를 갖게된다. 상기 템플레이트(20)에 플로로알킬계 가스가 증착되어 있어 상기 템플레이트(20)과 예비 포토레지스트 패턴(54a)이 서로 용이하게 분리된다.
도 4e를 참조하면, 상기 예비 포토레지스트 패턴(54a)을 현상하여 포토레지스트 패턴(60)을 형성한다. 즉, 상기 현상 공정을 수행하면, 이전의 임프린트된 예비 포토레지스트 패턴(54a)에서 돌출된 패턴들 사이의 오목한 부위에 남아있는 네거티브 포토레지스트는 현상액에 의해 용해된다. 때문에, 상기 예비 포토레지스트 패턴(54a)의 돌출 부위만 남게되어 포토레지스트 패턴(60)들로 형성된다. 상기 현상 공정에 의해 형성되는 포토레지스트 패턴(60)은 패터닝 대상막을 식각하기 위한 마스크 패턴으로 제공된다.
상기 설명한 공정에 의해 포토레지스트 패턴을 형성하면, 노광 공정 이 후에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위해 식각 공정을 수행하지 않아도 되므로 공정이 간단해진다. 또한, 종래의 임프린트 방식이 마스크 형성 방법은 식각 공정을 수반하여야 하므로 식각 공정 시에 마스크 패턴의 종횡비가 감소되지만, 본 발명의 실시예에 의한 방법은 현상 공정만으로 포토레지스트 패턴이 완성되므로 종래에 비해 패턴의 종횡비를 증가시킬 수 있다.
실시예 2
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 포토레지스트 패턴의 템플레이트를 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 석영과 같은 투명 재질로 이루어지는 광 투과판(100)이 구비된다.
상기 광 투과판(100)상에는 광 차단막 패턴(102)이 선택적으로 형성되어 있다. 상기 광 차단막 패턴(102)은 크롬 물질로 이루어진다.
상기 광 차단막 패턴(102)상에는 투명 물질로 이루어지는 패턴막(104)이 형성되어 있다. 상기 패턴막(104)은 포토레지스트 패턴으로 임프린트되는 부위에는 상기 광 투과판(100)을 노출시키는 요부(108)가 형성되어 있고, 상기 포토레지스트 패턴 사이로 임프린트 되는 부위에는 상기 요부(108)에 비해 상대적으로 돌출된 철부를 갖는다. 즉, 상기 패턴 형성을 위한 요부(108)에는 광 차단막(102)이 제거되고, 상기 철부에 대향하는 위치에만 선택적으로 광 차단막 패턴(102)이 형성되어 있다.
따라서, 상기 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트(120)는 패턴 형성을 위한 요부(108)에는 광이 투과되고, 패턴들 사이 부위를 형성하기 위한 철부에는 상기 광 차단막 패턴(102)에 의해 광이 차단되는 구성을 갖는다.
도 6a및 도 6b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 포토레지스트 패턴 템플레이트 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6a를 참조하면, 석영과 같은 투명 재질로 이루어지는 광 투과판(100)을 제공한다. 상기 광 투과판(100) 상에 광 차단막(102)을 형성한다. 상기 광 차단막(102)은, 예컨대, 크롬 물질을 증착하여 형성할 수 있다. 이어서, 상기 광 차단막(102) 상에 패턴 형성을 위한 막(104)을 형성한다. 상기 패턴막(104)은 광을 투과할 수 있는 물질로서 형성하며, 예컨대, 실리콘 산화막으로 형성할 수 있다. 상기 패턴막(104) 상에 포토레지스트(106)를 코팅한다.
도 6b를 참조하면, 상기 포토레지스트(106)를 노광 및 현상 공정에 의해 패터닝하여 템플레이트의 요철 부위를 정의하기 위한 포토레지스트 패턴(106a)을 형성한다. 구체적으로, 상기 포토레지스트 패턴(106)은 상기 템플레이트에서 반도체 기판에서 마스크 패턴들이 형성되지 않는 부위, 즉 마스크 패턴들 사이의 부위와 서로 임프린트될 부위에 형성된다.
이어서, 상기 포토레지스트 패턴(106a)을 마스크로 하여 상기 패턴막(104)을 건식 식각한다. 이어서, 상기 식각된 패턴막 하부에 노출되는 광 차단막(102)을 건식 식각한다.
다음에, 상기 포토레지스트 패턴(106a)을 제거한다.
상기 공정에 의하면, 도 5에 도시된 것과 같은 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트가 형성된다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 포토레지스트 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
이하에서 설명하는 제2 실시예에 따른 포토레지스트 패턴 제조 방법은 사용하는 템플레이트의 형상이 달라질 뿐 나머지는 제1 실시예의 방법과 유사하다.
도 7a를 참조하면, 반도체 기판(150)상에 패턴을 형성하기 위한 대상막(152)이 형성되어 있다. 상기 패터닝 대상막(152)상에 네거티브 포토레지스트(154)를 코팅한다.
또한, 상기 도 5에 도시된 패턴 형성용 템플레이트에 퍼플로로 알킬 계열의 임프린트 물질(130)을 가스 상태로 증착시킨다.
이어서, 상기 네거티브 포토레지스트(154)에 상기 패턴 형성용 템플레이트(120)를 얼라인한다. 이 때, 상기 패터닝 대상막(152)에서 패턴이 형성될 부위에 상기 템플레이트(120)의 패턴막의 요부(108)가 정확히 얼라인되도록 상기 템플레이트를 위치시킨다.
도 7b를 참조하면, 상기 템플레이트(120)를 상기 네거티브 포토레지스트(154)에 압착시켜 상기 네거티브 포토레지스트(154)를 임프린트한다.
상기 임프린트 공정을 수행하면, 상기 패터닝 대상막(152) 상의 네거티브 포토레지스트(154)는 상기 템플레이트(120)의 형상을 따라 상기 템플레이트의 요부(108)에서는 돌출되고 상기 템플레이트(120)의 철부에서는 오목한 형상을 갖게된다.
이어서, 상기 템플레이트(120)를 네거티브 포토레지스트(154)에 압착한 상태에서 상기 템플레이트(120)를 통해 광을 조사하여 상기 네거티브 포토레지스트(154)를 선택적으로 노광한다. 상기 템플레이트(120)는 패턴을 형성하기 위한 요부(108)에는 광이 조사되고, 요부(108)이외의 부위에는 상기 템플레이트(120)의 광 차단막(102)에 의해 광이 차단된다.
즉, 상기 템플레이트의 요부(108)로 네거티브 포토레지스트(154)들이 밀려들어가 패턴의 형태를 갖춘 상태에서 선택적으로 광을 조사하면, 요부(108)내에 형성되어 있는 포토레지스트(154)는 상기 광에 의해 경화되고, 요부(108)이외의 부위의 포토레지스트(154)는 광이 차단되어 현상액에 의해 용해되는 성질을 갖는 예비 포토레지스트 패턴(154a)이 형성된다.
도 7c를 참조하면, 상기 템플레이트(120)와 상기 예비 포토레지스트 패턴(154a)을 서로 분리시킨다. 상기 예비 포토레지스트 패턴(154a)은 상기 템플레이트(120)에 의해 임프린트되어 패턴이 형성될 부위는 돌출되고 패턴 사이에 해당하는 부위는 오목한 형태를 갖게된다.
도 7d를 참조하면, 예비 포토레지스트 패턴(154a)를 현상하여 상기 미노광 부위의 포토레지스트를 제거함으로서 포토레지스트 패턴(160)을 형성한다. 상기 현상 공정에 의해 형성되는 포토레지스트 패턴(160)은 반도체 장치의 마스크 패턴으로 제공된다.
실시예 3
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 템플레이트를 나타내는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 석영과 같은 투명 재질로 이루어지는 광 투과판(200)이 구비된다. 상기 광 투과판에서 기판과 압착되는 면인 상부면은 평탄하게 형성되어 있다.
상기 평탄한 광 투과판(200)상에는 광 차단막 패턴(202)이 선택적으로 형성되어 있다. 상기 광 차단막 패턴(202)은 크롬 물질로 이루어진다. 상기 광 차단막 패턴은 기판에 포토레지스트 패턴을 임프린트하기 위한 요부 및 철부를 정의하도록 형성되어 있다. 즉, 상기 광 차단막 패턴이 형성되어 있지 않은 부위는 포토레지스트 패턴로 임프린트되기 위한 요부가 되고, 상기 광 차단막 패턴이 형성되어 있는 부위는 상기 포토레지스트 패턴 사이로 임프린트되기 위한 철부가 된다.
따라서, 상기 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트(220)는 패턴 형성을 위한 요부(208)에는 광이 투과되고, 패턴들 사이 부위를 형성하기 위한 철부에는 상기 광 차단막 패턴(202)에 의해 광이 차단되는 구성을 갖는다.
상기 설명한 제3 실시예에 따른 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 템플레 이트는 평탄한 광 투과판에 광 차단막을 증착하고 통상의 사진 식각 공정에 의해 상기 광 차단막을 패터닝하는 공정에 의해 형성할 수 있다.
또한, 상기 제3 실시예에 따른 템플레이트를 이용하여 상기 제1 및 제2 실시예의 포토레지스트 패턴 형성 방법과 동일한 방법으로 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 포토레지스트막을 선택적으로 노광하면서 동시에 임프린트하므로, 이 후 현상 공정을 수행하여 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 때문에, 상기 포토레지스트 패턴을 형성하기 위해 식각 공정을 수행하지 않아도 되므로 공정이 간단해지는 효과가 있다. 또한, 상기 식각 공정이 현상 공정으로 대체됨에 따라 최종 형성되는 포토레지스트 패턴의 종횡비를 증가시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (19)

  1. 광을 투과시키는 물질로 이루어지는 광 투과판;
    상기 광 투과판으로 조사되는 광을 선택적으로 차단시키기 위한 광 차단막 패턴; 및
    상기 광 투과판 및 광 차단막 패턴의 프로파일에 의해 형성되고, 포토레지스트 패턴으로 임프린트되는 부위는 요부로 형성되고, 포토레지스트 패턴들 사이로 임프린트되는 부위는 철부로 형성되는 요철부를 구비하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광 투과판은 석영(quartz)으로 형성된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광 차단막 패턴은 크롬(Cr)으로 형성된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 광 투과판의 상부 표면은 상기 임프린트용 요부 및 철부를 포함하고, 상기 광 차단막 패턴은 상기 광 투과판의 철부의 상부면에만 선택적으로 형성된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광 투과판의 상부 표면은 평탄하게 형성되고, 상기 평탄한 광 투과판 상에 상기 임프린트용 요부 및 철부를 정의하도록 광 차단막 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광 투과판의 상부 표면은 상기 임프린트용 요부 및 철부를 포함하고, 상기 광 차단막 패턴은 상기 광 투과판의 철부에 대향하는 위치의 상기 광 투과판 내부에 선택적으로 형성된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트.
  8. 광을 투과시키는 물질로 이루어지는 광 투과판을 제공하는 단계;
    상기 광 투과판 상에 광을 차단시키기 위한 광 차단막을 형성하는 단계; 및
    상기 광 투과판 및 광 차단막을 가공하여, 광 차단막 패턴과 포토레지스트 패턴으로 임프린트되는 부위는 요부로 이루어지고 포토레지스트 패턴들 사이로 임프린트되는 부위는 철부로 이루어지는 요철부를 각각 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 광 차단막 패턴 및 요철부를 형성하는 단계는,
    상기 광 차단막 상에 패턴 형상을 임프린트하기 위한 요철부를 정의하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 상기 광 차단막 및 광 투과판을 순차적으로 식각하는 단계; 및
    상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성용 템플레이트 제조 방법.
  10. 기판 상에 포토레지스트를 코팅하는 단계;
    상기 포토레지스트의 상부면에, 광 투과판과, 상기 광 투과판으로 조사되는 광을 선택적으로 차단시키기 위한 광 차단막 패턴 및 상기 광 투과판 및 광 차단막 패턴의 프로파일에 의해 형성되고 목표한 포토레지스트 패턴으로 임프린트되는 부위는 요부로 형성되고, 목표한 포토레지스트 패턴들 사이로 임프린트되는 부위는 철부로 형성되는 요철부를 구비하는 템플레이트를 압착시켜, 상기 포토레지스트를 임프린트하는 단계;
    상기 템플레이트를 통해 광을 조사하여 상기 포토레지스트를 선택적으로 노광하는 단계; 및
    상기 포토레지스트를 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 템플레이트를 기판에 압착시키기 이전에, 상기 템플레이트에서 기판의 포토레지스트와 접촉되는 표면에 퍼플로오로 알킬(Perflouro alkyle)계 모노모를 가스 상태로 증착시키는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서, 상기 포토레지스트는 네거티브형 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 임프린트 공정 시에 사용되는 상기 템플레이트는 상기 포토레지스트 패턴들 사이로 임프린트되는 부위에 상기 광 차단막 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 임프린트 공정 시에 사용되는 상기 템플레이트는 상기 포토레지스트 패턴들 사이로 임프린트되는 부위와 대향하는 부위에 상기 광 차단막 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 임프린트 공정에서 상기 템플레이트는 상기 기판과 소정 간격 이격되도록 상기 기판 상의 포토레지스트와 압착시키는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
  17. 제10항에 있어서, 상기 템플레이트의 광 투과판은 석영으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
  18. 제10항에 있어서, 상기 템플레이트의 광 차단막 패턴은 크롬으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
  19. 제10항에 있어서, 상기 노광 공정 시에 조사되는 광은 633㎚이하의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
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