KR100729256B1 - 포토레지스트 조성물, 이를 이용한 포토레지스트 패턴의형성 방법 및 반도체 소자의 보호막 형성방법 - Google Patents

포토레지스트 조성물, 이를 이용한 포토레지스트 패턴의형성 방법 및 반도체 소자의 보호막 형성방법 Download PDF

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    • G03F7/023—Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders
    • G03F7/0233—Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders characterised by the polymeric binders or the macromolecular additives other than the macromolecular quinonediazides

Abstract

보호막의 손실을 최소화할 수 있는 포토레지스트 조성물, 이를 사용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법 및 반도체 소자의 보호막 형성방법에서, 상기 포토레지스트 조성물은 수소 결합 화합물 및 열경화성 수지를 포함한다. 열경화성 수지 분자간의 상호 결합력을 증가시켜, 현상과정에서 발생할 수 있는 보호막의 손실을 최소화할 수 있다.

Description

포토레지스트 조성물, 이를 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법 및 반도체 소자의 보호막 형성방법{PHOTORESIST COMPOSITION, METHOD FOR FORMING A PHOTORESIST PATTERN AND METHOD FOR FORMING A PROTECTION LAYER OF A SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE PHOTORESIST COMPOSITION}
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 패턴의 형성방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 보호막 형성방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 보호막 형성방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 12 및 도 13은 실시예 및 비교에에 따라 제조된 포토레지스트 조성물을 사용하여 형성된 포토레지스트 막을 현상한 후의 결과를 나타내는 전자현미경 사진들이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: 대상물 200, 300: 기판
110, 120: 포토레지스트막 130: 마스크
140: 포토레지스트 패턴 210: 패드
220, 230: 예비 보호막 240: 보호막
310: 본딩 패드 320: 제1 보호막
330, 340: 제2 보호막 350: 제2 보호막 패턴
360: 제1 보호막 패턴
본 발명은 포토레지스트 조성물, 이를 이용한 포토레지스트 패턴의 형성방법 및 보호막의 형성 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 반도체 소자 완성 후, 보호막 형성 단계에서 사용할 수 있는 포토레지스트 조성물, 이를 이용한 포토레지스트 패턴의 형성방법 및 반도체 소자의 보호막 형성 방법에 관한 것이다.
근래에 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 메모리 소자도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능 면에 있어서 반도체 메모리 소자는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여 반도체 제조 기술은 소자의 집적도, 신뢰성 및 응답속도 등을 향상시키는 방향으로 발전되어 왔다.
반도체 메모리 장치는 크게 휘발성과 비휘발성 메모리 장치로 분류된다. 휘발성 메모리 장치에 속하는 에스램(static random access memory; SRAM)이나 디램(dynamic random access memory; DRAM)은 파워(power)가 오프(off)되면 데이터가 지워지는 특성이 있다. 반면, 비휘발성 메모리 장치에 속하는 롬(read only memory; ROM), 이피롬(erasable and programmable ROM; EPROM), 또는 이이피롬(electrically erasable and programmable ROM; EEPROM) 등은 일단 한번 입력된 데이터는 파워가 오프되더라도 계속 유지된다.
특히, DRAM이나 비휘발성 메모리 장치는 내장된 캐패시터에 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 메모리 장치로서, 캐패시터의 용량에 따라 데이터의 저장유지능력이 결정된다.
한편, 반도체 메모리 장치가 고집적화됨에 따라 캐패시터의 면적이 점차 감소되고 있으며, 이에 따라, 캐패시터의 용량 또한 감소되고 있는 실정이다. 이와 같이 충분한 용량을 확보하지 못한 상태에서 상기 메모리 셀이 방사선 등과 같은 외부의 영향을 받게 되면 캐패시터에 저장된 데이터는 쉽게 변화되어 리드에러를 빈번히 유발하게 된다. 또한 패키지(package)과정 등에서 발생되는 물리적인 충격이 반도체 메모리 장치에 전달되는 경우에도 동작의 결함이 발생되거나 캐패시턴스가 변화되어 장치의 신뢰성은 저하된다. 따라서, 상술한 바와 같은 리드 에러나 동작상의 결함을 최소화하기 위하여 반도체 칩을 완성한 후, 와이어를 이용하여 상기 반도체 칩과 리드프레임을 결합시키고, 이를 몰딩보호막으로 패키징하는 방법이 사용되어 왔다. 상기 몰딩보호막으로서는 외부의 물리적인 힘이나 충격을 적절히 완충하는 에폭시(epoxy)수지가 통상적으로 사용되어 왔지만, 이는 방사선, α입자 등의 침투에 취약한 단점이 있다.
따라서 최근에는 상기 몰딩보호막 하부에 일정 두께 이상의 보호막 등을 형 성하는 것이 통상적이다. 일반적으로, 반도체 소자가 형성된 기판 상에는 PSG(phosphor silicate glass)로 이루어진 패시베이션층이 형성되어 소자를 화학약품에 의한 부식 등으로부터 보호하는 역할을 수행한다. 그러나, 플라스틱 칩 캐리어(chip carrier)와 같은 패키지로 밀봉되는 반도체 소자를 보호하기 위하여, PSG나 이와 유사한 물질로 이루어진 패시베이션층만을 기판 상에 적층할 경우에는 다음과 같은 몇가지 문제가 발생한다.
먼저, 알루미늄과 같은 금속은 부식에 대해 상당히 민감하다. 즉, 알루미늄으로 이루어진 패드(pad)나 그 연장부분이 화학약품과 접촉하면 심하게 부식되기 때문에 상술한 패시베이션층만으로는 알루미늄과 같은 금속 본딩 패드(bonding pad)를 효과적으로 보호하지 못할 수 있다. 또한, 패시베이션층에 미세한 균열이 발생할 경우, 외부로부터 침투한 수분 등이 패시베이션층의 구성성분과 결합하여 인산과 같은 부식성 화합물을 형성한다. 이러한 부식성 화합물은 패시베이션층 하부의 금속 라인(metal line), 특히 알루미늄 라인에 손상을 입히는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 미합중국 특허 제4,733,289호(issued to Kazuhiro Tsurumaru) 및 제4,827,326호(issued to Leoard F.Altman et al.)에는 본딩 패드가 형성된 기판 상에 폴리이미드(polyimide)나 금속을 사용하여 부가적인 패시베이션층 또는 버퍼층(buffer layer)을 형성하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 상기 방법에 있어서, 비감광성 폴리이미드를 패시베이션층 또는 버퍼층으로 사용하기 때문에, 폴리이미드층을 패터닝하기위하여 폴리이미드층 상부에 포토레지스트층을 도포한 다음, 사진식각(photolithography)공정을 수행하여 상기 포토레지스트층과 그 하부의 폴리이미드층을 패터닝하는 부가적인 공정이 요구된다.
이에 따라, 감광성 폴리이미드 수지를 사용하여 별도의 포토레지스트를 도포하지 않고 폴리이미드 버퍼층 자체에 사진식각공정을 수행하여 패터닝하는 방법이 미합중국 특허 제5,194,928호(issued to J.E.Cronin et al.) 및 제5,599,655호(issued to David D.Ngo)에 개시되어 있다.
상기 감광성 폴리이미드 수지는 기존에 사용되어온 폴리이미드 수지 보다 상대적으로 작은 분자량을 갖는다. 따라서, 상술한 바와 같이 폴리이미드 대신 감광성 폴리이미드 조성물을 사용하여 보호막을 형성하는 경우, 상기 보호막을 현상하는 과정에서 현상액에 의한 상기 감광성 폴리이미드의 손실이 발생하게 되며, 이후 식각 공정에 있어서도 감광성 폴리이미드의 손실이 추가적으로 발생하게 된다. 따라서, 상술한 공정들을 거쳐서 완성된 보호막은 두께가 너무 얇아서 보호막으로서의 역할을 제대로 수행하지 못할 수 있다.
이를 해결하기 위하여, 초기에 감광성 폴리이미드막을 충분히 두껍게 형성하는 방법이 제시되고 있다. 그러나, 이는 상당히 많은 양의 감광성 폴리이미드가 요구되며, 노광 에너지도 상대적으로 커지게 되므로 경제적으로 바람직하지 않다. 따라서, 보호막의 손실을 최소화할 수 있는 반도체 소자 보호막 형성용 조성물의 개발이 요구되고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 현상 과정에서 보호막의 손실을 최소화할 수 있는 포토레지스트 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 포토레지스트 조성물을 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상술한 포토레지스트 조성물을 이용한 반도체 소자의 보호막 형성 방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 조성물은 수소 결합 화합물(hydrogen-bonding compound) 및 열경화성 수지를 포함한다. 이 경우, 수소 결합 화합물은 산소(O)를 포함하는 화합물, 질소(N)를 포함하는 화합물, 불소(F)를 포함하는 화합물 등을 포함할 수 있으며, 상기 질소를 포함하는 화합물은 아민계 화합물, 아미드계 화합물, 니트릴계 화합물 등을 포함할 수 있다. 상기 아민계 화합물은 싸이클로헥실아민, 벤질아민, 아닐린, 디이소프로필페닐아민 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 열경화성 수지는 하기 구조식 1로 표시되는 폴리이미드 수지, 하기 구조식 2로 표시되는 폴리벤조옥사졸수지, 하기 구조식 3으로 표시되는 레졸 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 포토레지스트 조성물은, 상기 조성물 총 중량에 대하여, 수소 결합 화합물 0.0001 내지 2 중량%를 포함할 수 있다.
[구조식 1]
Figure 112005076686631-pat00001
[구조식 2]
Figure 112005076686631-pat00002
상기 구조식 2에서, X는 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플로로프로판 디안하이드라이드(2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride), 비페닐테트라카르복실 디안하아드라이드(biphenyltetracarboxylic dianhydride) 또는 3,3', 4,4'-벤조페논테트라카르복실 디안하이드라이드(3,3', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride)이고, Y는 p-페닐 디아민(p-phenyl diamine), 4,4'-옥시디아닐린(4,4'-oxydianiline) 또는 2,2'-비스(트리플로로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl)이다.
[구조식 3]
Figure 112005076686631-pat00003
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토레지스트 조성물은 수소 결합 화합물, 열경화성 수지 및 유기 용액을 포함한다. 이 경우, 상기 유기 용액은 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 에틸 락테이트, γ-부티로 락톤 등과 같은 유기 용매 및 디아조 나프타 퀴논 등과 같은 광활성 화합물을 포함할 수 있다. 상기 유기 용액은 유기 용매, 광활성 화합물 및 실란 커플링제와 같은 첨가제를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 유기 용액은 유기 용매, 광활성 화합물, 및 디비닐벤젠, 프탈릭 안하이드라이드, 테트라하이드로프탈릭, 나딕 메틸 등과 같은 가교제를 포함할 수도 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토레지스트 패턴의 형성 방법에 있어서, 대상물 상에 수소 결합 화합물 및 열경화성 수지를 포함하는 포토레지스트 조성물을 도포하여 포토레지스트막을 형성한다. 상기 포토레지스트막의 일부를 제거하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 포토레지스트막의 일부를 제거하는 단계는 상기 포토레지스트막을 G-라인 레이, I-라인 레이 등과 같은 광을 사용하여 선택적으로 노광한 후, 상기 노광된 포토레지스트막을 TMAH 등과 같은 현상액을 사용하여 현상함으로써 수행할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 포토레지스트막을 경화하는 공정을 더 수 행할 수도 있다.
상술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 보호막 형성 방법에 있어서, 패드가 형성된 기판 상에 수소 결합 화합물 및 열경화성 수지를 포함하는 포토레지스트 조성물을 도포하여 예비 보호막을 형성한다. 이어서, 상기 예비 보호막을 선택적으로 노광한 후, 상기 노광된 예비 보호막을 현상하여 상기 패드를 노출시키는 보호막을 형성한다. 상기 예비 보호막을 형성하기 전에, 상기 패드가 형성된 기판 상에 산화물 또는 질화물 등을 포함하는 추가 보호막을 형성하는 단계를 더 수행할 수도 있다.
상술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 보호막 형성 방법에 있어서, 본딩 패드가 형성된 반도체 기판 상에 제1 보호막을 형성한다. 이어서, 수소 결합 화합물 및 열경화성 수지를 포함하는 포토레지스트 조성물을 도포하여 상기 제1 보호막 상에 제2 보호막을 형성한다. 상기 제2 보호막을 선택적으로 노광한 후, 상기 노광된 제2 보호막을 현상하여 상기 제1 보호막의 소정 부위를 노출시키는 제2 보호막 패턴을 형성한다. 이어서, 상기 제2 보호막 패턴을 마스크로 사용하여 상기 제1 보호막의 소정부위를 제거하여 상기 본딩 패드를 노출시키는 제1 보호막 패턴을 형성한다.
본 발명의 포토레지스트 조성물을 사용하여 반도체 장치의 보호막을 형성한다. 이에 따라, 상기 포토레지스트 조성물에 포함된 수소 결합 화합물이 열경화성 수지에 포함된 수소와 결합하여 열경화성 수지 분자간의 상호 결합력이 증가된다. 이에 따라, 현상과정에서 발생할 수 있는 보호막의 손실을 최소화할 수 있으며, 상 대적으로 낮은 비용으로 완성된 반도체 소자를 효과적으로 패시베이션할 수 있는 보호막을 형성할 수 있다. 결과적으로, 반도체 장치의 불량을 방지함과 동시에 반도체 제조 공정의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 포토레지스트 조성물, 이를 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법 및 반도체 소자의 보호막 형성 방법을 상세히 설명한다.
제1 포토레지스트 조성물
본 발명에 따른 제1 포토레지스트 조성물은 수소 결합 화합물(hydrogen-binding compound) 및 열경화성 수지를 포함한다.
본 발명의 제1 포토레지스트 조성물에 포함된 수소 결합 화합물은 상기 열경화성 수지 분자 사이의 상호 결합력을 증가시키는 역할을 한다. 열경화성 수지를 포함하는 통상적인 포토레지스트 조성물을 사용하여 형성된 포토레지스트막은 현상 공정 등을 수행하는 동안 현상액에 일부 용해됨에 따라 포토레지스트막의 손실을 야기한다. 그러나 상기 수소 결합 화합물은 열경화성 수지에 포함된 수소와 수소 결합을 형성함으로써 상기 열경화성 수지 분자 사이의 인력을 증가시킨다. 또한, 상기 제1 포토레지스트 조성물을 사용하여 포토레지스트막을 형성한 후, 상기 포토레지스트막을 소프트 베이킹 하면, 상기 수소 결합 화합물은 상기 포토레지스트막의 표면 부위로 이동하게 된다. 즉, 상기 포토레지스트막의 표면에 상대적으로 많은 수소 결합 화합물이 존재하게 되므로, 상기 포토레지스트막 표면 부위의 수소 결합 화합물 및 열경화성 수지 분자 사이의 인력이 보다 강해지게 된다. 실제적으로 현상 과정에서 현상액과 접촉하는 부분은 상기 포토레지스트 막의 표면 부위이므로, 상기 현상 과정에서 발생할 수 있는 포토레지스트막의 손실을 감소시킬 수 있다. 즉, 상기 열경화성 수지의 현상액 등에 대한 용해도가 감소되어, 현상 과정 등에서 발생할 수 있는 포토레지스트막의 손실을 최소화 할 수 있다.
상기 수소 결합 화합물은 상기 열경화성 수지에 포함된 수소와 수소 결합을 형성할 수 있는 물질을 포함한다. 본 발명에 따른 제1 포토레지스트 조성물에서 사용할 수 있는 수소 결합 화합물의 예로는 산소(O)를 포함하는 화합물(oxygen containing compound), 질소(N)를 포함하는 화합물(nitrogen containing compound), 불소(F)를 포함하는 화합물(fluorine containing compound) 등을 들 수 있으며 바람직하게는 질소를 포함하는 화합물을 사용한다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 산소를 포함하는 화합물에 포함된 산소, 상기 질소를 포함하는 화합물에 포함된 질소, 상기 불소를 포함하는 화합물에 포함된 질소 등은 적어도 하나 이상의 비공유 전자쌍을 가지며, 상기 비공유 전자쌍이 상기 열경화성 수지에 포함된 수소와 수소 결합함으로써 상기 열경화성 수지 분자 사이의 인력을 증가시킨다.
상기 수소 결합 화합물로 사용할 수 있는 상기 질소를 포함하는 화합물의 예로는 아민계 화합물(amine compound), 아미드계 화합물(amide compound), 니트릴계 화합물(nitrile compound) 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 아민계 화합물을 사용한다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 제1 포토레지스트 조성물에서 사용할 수 있는 아민계 화합물의 예로는 싸이클로헥실아민(cyclohexyl amine), 벤질아민(benzylamine), 아닐린(aniline), p-톨루딘(p-toluidine), p-클로로아닐린(p-chloroaniline), p-니트로아닐린(p-nitroaniline), N-메틸아닐린(N-methyl aniline), 디페닐아민(diphenylaniline), 트리프로필아민(tripropylamine), N,N-디메틸아닐린(N,N-dimethylaniline), 디이소프로필페닐아민(diisopropyl phenylamine) 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 제1 포토레지스트 조성물은 열경화성 수지를 포함한다. 상기 열경화성 수지는 분자 내에 일반적으로 3개 이상의 반응기를 가진다. 상기 열경화성 수지는 열을 가하면 가교 형성이 진행되면서 입체적인 그물모양 구조를 형성한다. 이에 따라, 상기 경화된 수지는 큰 응력을 가해도 변형되지 않고, 용제에도 녹지 않게 된다.
본 발명의 제1 포토레지스트 조성물에서 사용할 수 있는 열경화성 수지의 예로는 하기 구조식 1로 표시되는 폴리이미드 수지, 하기 구조식 2로 표시되는 폴리벤조옥사졸 수지, 하기 구조식 3으로 표시되는 레졸 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 폴리이미드 수지를 사용한다.
[구조식 1]
Figure 112005076686631-pat00004
[구조식 2]
Figure 112005076686631-pat00005
상기 구조식 2에서, X는 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플로로프로판 디안하이드라이드(2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride), 비페닐테트라카르복실 디안하아드라이드(biphenyltetracarboxylic dianhydride) 또는 3,3', 4,4'-벤조페논테트라카르복실 디안하이드라이드(3,3', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride)이고, Y는 p-페닐 디아민(p-phenyl diamine), 4,4'-옥시디아닐린(4,4'-oxydianiline) 또는 2,2'-비스(트리플로로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl)이다.
[구조식 3]
Figure 112005076686631-pat00006
상기 열경화성 수지의 평균 분자량이 5000 미만인 경우, 충분한 두께를 갖는 포토레지스트막을 형성하기가 어려워진다. 또한, 상기 열경화성 수지의 평균 분자량이 25000을 초과하면, 상기 제1 포토레지스트 조성물의 점도가 지나치게 증가하여 균일한 두께를 갖는 포토레지스트막을 형성하기가 어려워지므로 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명에 따른 제1 포토레지스트 조성물에 있어서, 상기 열경화성 수지의 평균 분자량은 5000 내지 25000인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 10000 내지 20000의 평균 분자량을 갖는다.
상기 수소 결합 화합물의 함량이 2중량%를 초과하는 경우, 포토레지스트 조성물의 해상도가 저하되어, 원하는 패턴을 정확하게 형성하기가 어려워진다. 또한, 상기 제1 포토레지스트 조성물이 0.0001중량% 미만의 수소 결합 화합물을 포함하는 경우, 상기 열경화성 수지 분자 사이의 인력 증가 효과가 충분하지 않기 때문에, 현상 공정에서 상기 제1 포토레지스트 조성물을 사용하여 형성된 포토레지스트막의 손실이 발생하게 되어 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명에 따른 제1 포토레지스트 조성물은 상기 수소 결합 화합물 0.0001 내지 2 중량%를 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.001 내지 0.5 중량%를 포함한다.
제2 포토레지스트 조성물
본 발명에 따른 제2 포토레지스트 조성물은 수소 결합 화합물, 열경화성 수지 및 유기용액을 포함한다. 상기 열경화성 수지 및 수소 결합 화합물은 상술하였으므로 구체적인 설명은 생략한다.
상기 열경화성 수지의 함량이 20중량% 미만인 경우, 원하는 패턴을 정확하게 형성하기 어려울 뿐만 아니라, 충분한 두께의 포토레지스트막을 형성할 수 없게 된다. 또한, 상기 열경화성 수지의 함량이 60중량%를 초과하면 균일한 두께를 갖는 포토레지스트막을 형성하기가 어려워지므로 바람직하지 않다. 따라서 본 발명에 따른 제2 포토레지스트 조성물은, 약 0.0001 내지 약 2중량%의 수소 결합 화합물, 약 20 내지 약 60중량%의 열경화성 수지 및 여분의 유기 용매를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 유기 용액은 광활성 화합물(photoactive compound; PAC) 및 유기 용매를 포함할 수 있다. 상기 광활성 화합물은 반도체 소자의 노광 공정에 사용되는 광에 반응성을 갖는 화합물이다. 예를 들면, 상기 광활성 화합물은 G-라인 레이(G-line ray), I-라인 레이(I-line ray) 등에 대하여 반응성을 갖는 디아조 나프타 퀴논(diazo naphta quinone; DNQ) 계열의 화합물일 수 있다. 상기 디아조 나프타 퀴논 계열의 화합물은 하기 화학식 1 또는 하기 화학식 2로 나타낼 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112005076686631-pat00007
[화학식 2]
Figure 112005076686631-pat00008
상기 화학식 1 및 화학식 2에 있어서, R은 방향족 구조(ballast group)를 나타내며, 광 흡수도 및 용해도를 고려하여 여러 구조의 방향족을 사용할 수 있다.
상기 DNQ 계열의 화합물 등과 같은 광활성 화합물은 상기 열경화성 수지에 포함된 수산기(hydroxyl group; -OH group)들과 연결된다. 그러나 이러한 결합들은 G-라인 레이, I-라인 레이 등과 같은 광의 조사에 의하여 깨진다. 따라서, 상기 광활성 화합물을 포함하는 제2 포토레지스트 조성물을 사용하여 포토레지스트 막을 형성한 경우, 현상액을 사용하여 노광된 부위의 포토레지스트막을 선택적으로 제거하는 것이 가능하다.
상기 광활성 화합물의 함량이 3중량% 미만인 경우, 현상 속도가 현저하게 저하되어 바람직하지 않다. 또한, 상기 유기 용액이 10중량% 초과의 광활성 화합물을 포함하는 경우, 광에 대한 흡수도가 높아져 바닥에 있는 부분까지 충분히 노광되지 않아 현상했을 때 깨끗한 패턴을 얻을 수 없어 바람직하지 않다. 따라서 본 발명에 따른 제2 포토레지스트 조성물에 있어서, 상기 유기 용액은 약 3 내지 약 10 중량%의 광활성 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 제2 포토레지스트 조성물은 유기 용매를 포함한다. 상기 제2 포토레지스트 조성물에서 사용할 수 있는 유기 용매의 예로는 에틸렌글리콜모노메틸에테르(ethyleneglycolmonomethylether), 에틸렌글리콜모노에틸에테르(ethyleneglycolmonoethylether), 메틸셀로솔브아세테이트(methylcellosolveacetate), 에틸셀로솔브아세테이트(ethylcellosolveacetate), 디에틸렌글리콜모노메틸에테르(diethyleneglycolmonomethylether), 디에틸렌글리콜모노에틸에테르(diethyleneglycolmonoethylether), 프로필렌글리콜메틸에테르(propyleneglycolmethylether), 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(propyleneglycolmethyletheracetate), 프로필렌글리콜프로필에테르아세테이트(propyleneglycolpropyletheracetate), 디에틸렌글리콜디메틸에테르(diethyleneglycoldimethylether), 에틸 락테이트(ethyl lactate), 톨루엔(toluene), 자이렌(xylene), 메틸에틸케톤(methylethylketone), 사이클로헥사논(cyclohexanone), 2-헵타논(2-heptanone), 3-헵타논(3-heptanone), 4-헵타논(4-heptanone), γ-부티로 락톤(γ-butyro lactone), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone) 등을 들 수 있으며, 보다 바람직하게는 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, γ-부티로 락톤, 에틸 락테이트, 프로필렌글리콜메틸에테르를 사용한다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 유기 용액은 유기 용매, 광활성 화합물, 및 첨가제를 포함할 수도 있다. 상기 유기 용매 및 광활성 화합물에 대해서는 상술하였으므로 구체적인 설명은 생략한다. 상기 첨가제는 상기 포토레지스트가 도포될 대상물과의 접착력을 증가시키는 역할을 하며, 실란 커플링제(silane coupling agent) 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2 포토레지스트 조성물에 있어서, 첨가제로 사용할 수 있는 실란 커플링제의 예로는 아미노프로필트리에톡시실란(aminopropyltriethoxysilane), 디에틸렌트리아미노프로필트리메톡시실란(diethylenetriaminopropyltrimethoxysilane), 싸이클로헥실아미노프로필트리메톡시실란(cyclohexylaminopropyltrimethoxysilane), 헥산디아미노메틸트리에톡시실란(hexanediaminomethyltriethoxysilane), 아닐리노메틸트리메톡시실란(anilinomethyltrimethoxysilane), 디에틸아미노메틸트리에톡시실란(diethylaminomethyltriethoxysilane), bis(트리에톡시시릴프로필)테트라설파이드(bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfide), 메르캅토프로필트리메톡시실란(mercaptopropyltrimethoxysilane), 3-티오시안토프로필트리에톡시실란(3-thiocyantopropyltriethoxysilane), 글리시독시프로필트리메톡시실란(glycidoxypropyltrimethoxysilane), 메타아크릴록시프로필트리메톡시실란(methacryloxypropyltrimethoxysilane), 클로로프로필트리메톡시실란(chloropropyltrimethoxysilane), 비닐트리메톡시실란(vinyltrimethoxysilane) 등 을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2 포토레지스트 조성물에 있어서, 상기 유기 용액은 상기 광활성 화합물 약 3 내지 약 10중량%, 상기 첨가제 약 0.001 내지 약 5중량% 및 여분의 유기 용매를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 첨가제의 함량이 0.001중량% 미만인 경우, 상기 첨가제를 포함하는 포토레지스트 막의 하부 막에 대한 접착력이 충분하지 않아 바람직하지 않기 때문이다. 또한, 상기 유기 용액이 5중량% 초과의 첨가제를 포함하는 경우, 후속의 현상 공정에서 상기 포토레지스트 막의 제거가 용이하지 않으며, 나아가 경제적인 측면에서도 바람직하지 않다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 유기 용액은 유기 용매, 광활성 화합물 및 가교제를 포함할 수도 있다. 상기 유기 용매 및 광활성 화합물에 대해서는 상술하였으므로 구체적인 설명은 생략한다.
상기 가교제는 상기 열경화성 수지 분자들 간의 가교반응(cross-linking reaction)을 촉진시키는 역할을 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2 포토레지스트 조성물에서 사용할 수 있는 가교제의 예로는 디비닐벤젠(divinylbenzene) , 프탈릭 안하이드라이드(phthalic anhydride), 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드(tetrahydrophthalic anhydride), 나딕 메틸 안하이드라이드(nadic methyl anhydride), 클로로엔딕 안하이드라이드(chloroendic anhydride), 페놀-포름알데하이드(phenol-formaldehyde), 헥사메틸렌테타민(hexamethylene tetamine) 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 가교제의 함량이 0.001중량% 미만인 경우, 상기 열경화성 수지 분자간 의 가교 반응이 충분히 일어나지 않아 바람직하지 않다. 또한, 10중량%를 초과의 가교제는 경제적으로 불필요하다. 따라서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2 포토레지스트 조성물에 있어서, 상기 유기용액은 상기 광활성 화합물 약 3 내지 약 10중량%, 상기 가교제 약 0.001 내지 약 10중량% 및 여분의 유기 용매를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 유기 용액은 유기 용매, 광활성 화합물, 첨가제 및 가교제를 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 유기 용액은 상기 광활성 화합물 약 3 내지 약 10중량%, 상기 첨가제 약 0.001 내지 약 5중량%, 상기 가교제 약 0.001 내지 약 10중량% 및 여분의 유기 용매를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 유기 용매, 상기 광활성 화합물, 상기 첨가제 및 상기 가교제에 대해서는 상술하였으므로 더 이상의 구체적인 설명은 생략한다.
포토레지스트 패턴의 형성 방법
이하, 본 발명에 따른 제1 또는 제2 포토레지스트 조성물을 사용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법을 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 패턴의 형성방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 1을 참조하면, 반도체 기판 등과 같은 대상물(100) 상에 수소 결합 화합물 및 열경화성 수지를 포함하는 제1 포토레지스트 조성물을 도포하여 포토레지스트 막(110)을 형성한다. 상기 포토레지스트 막(110)은 스핀-코팅(spin-coating) 방 법에 의하여 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 대상물(100)을 지지하는 회전척을 고속으로 회전시키고, 상기 대상물(100)이 회전하는 동안 상기 제1 포토레지스트 조성물을 상기 대상물(100) 상에 균일하게 도포하여 상기 포토레지스트 막(110)을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 포토레지스트 패턴 형성 방법에서 사용할 수 있는 수소 결합 화합물의 예로는 산소(O)를 포함하는 화합물(oxygen containing compound), 질소(N)를 포함하는 화합물(nitrogen containing compound), 불소(F)를 포함하는 화합물(fluorine containing compound) 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 질소를 포함하는 화합물을 사용하고, 보다 바람직하게는 아민계 화합물을 사용한다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 제1 포토레지스트 조성물은 약 0.0001 내지 약 2 중량%의 수소결합 화합물을 포함하는 것이 바람직하고, 상기 열경화성 수지의 평균 분자량은 약 5000 내지 약 25000인 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토레지스트 패턴 형성방법에 있어서, 상기 제1 포토레지스트 조성물 대신에 수소 결합 화합물, 열경화성 수지 및 유기용액을 포함하는 제2 포토레지스트 조성물을 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 유기 용액은 유기 용매 및 광활성 화합물의 혼합용액이거나, 유기 용매, 광활성 화합물 및 첨가제의 혼합용액일 수 있다. 또한, 상기 유기 용액은 유기 용매, 광활성 화합물 및 가교제의 혼합용액이거나, 유기용매, 광활성 화합물, 첨가제 및 가교제의 혼합용액일 수도 있다. 상기 제1 및 제2 포토레지스트 조성물은 상술한 바와 같고, 더 이상의 구체적인 설명은 생략한다.
상기 포토레지스트 막(110)을 형성한 후, 상기 포토레지스트막(110)을 소프트 베이킹(soft baking)하는 단계를 선택적으로 수행할 수도 있다. 상기 소프트 베이킹 공정은 후속의 경화(curing) 공정보다 낮은 온도에서 실시하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 소프트 베이킹 공정은 약 50℃ 내지 약 150℃의 온도 하에서 수행할 수 있다. 상기 포토레지스트막(110)을 소프트 베이킹함에 따라 상기 포토레지스트 막(110)에 포함된 유기 용매가 증발되며, 상기 대상물(100)과 상기 포토레지스트 막(110)의 접착성이 증가된다.
이어서, 상기 포토레지스트막(110)의 일부를 제거한다. 이하, 상기 포토레지스트막(110)을 제거하는 단계를 구체적으로 설명한다.
도 2를 참조하면, 마스크(130)를 사용하여 상기 포토레지스트막(110)을 선택적으로 노광한다. 구체적으로, 노광 장치의 마스크 스테이지 상에 소정의 패턴이 형성된 마스크(130)를 위치시키고, 상기 포토레지스트 막(110)이 형성된 대상물(100) 상에 상기 마스크(130)를 정렬시키는 얼라인 공정을 수행한다. 이어서, 상기 마스크(130)에 광을 일정시간 조사함으로써 상기 대상물(100) 상에 형성된 포토레지스트 막(120)의 소정 부위가 상기 마스크(130)를 투과한 광과 선택적으로 반응하게 된다.
상기 노광공정에서 사용할 수 있는 광의 예로는 G-라인 레이(G-line ray), I-라인 레이(I-line ray), 크립톤 플로라이드 레이저(laser of KrF), 아르곤 플로라이드 레이저(laser of ArF), 전자빔(e-beam), 엑스레이(X-ray) 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 I-라인 레이, G-라인 레이를 사용한다. 이에 따라, 상기 광이 조 사된 부위의 포토레지스트 막(120)은 상기 광이 조사되지 않은 부위의 포토레지스트막(110)과 다른 용해도를 갖게 된다.
도 3을 참조하면, 상기 노광된 포토레지스트 막(110)을 현상한다. 즉, 현상액을 이용하여 상기 포토레지스트 막(110)의 소정부위(120)를 제거함으로써 포토레지스트 패턴(140)을 형성한다. 구체적으로, 수산화테트라메틸암모늄(tetra-methyl ammonium hydroxide; TMAH) 등의 현상액을 사용하여, 상기 광이 조사된 부분의 포토레지스트 막(120)을 제거하여 포토레지스트 패턴(140)을 형성한다.
이어서, 상기 포토레지스트 패턴(140)을 경화(curing)하는 단계를 더 수행할 수도 있다. 상기 경화 공정을 수행함에 따라, 상기 포토레지스트 패턴(140)에 포함된 열경화성 수지들이 가교 결합될 수 있다. 상기 경화 공정은 약 150 내지 약 350℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.
상기 경화 반응이 진행됨 따라, 물(H2O)이 생성되며, 상기 물은 가교된 수지막의 외부로 증발된다. 따라서, 상기 경화 공정 수행 후의 열경화성 수지는 경화 공정 수행 전과 다른 구조를 갖게 된다. 예를 들어, 경화 후의 폴리이미드 수지는 구조식 4로 표현할 수 있으며, 경화 후의 폴리벤조옥사졸은 구조식 5로 나타낼 수 있고, 경화 후의 레졸은 구조식 6으로 표시할 수 있다.
[구조식 4]
Figure 112005076686631-pat00009
[구조식 5]
Figure 112005076686631-pat00010
상기 구조식 5에서, X는 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플로로프로판 디안하이드라이드(2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride), 비페닐테트라카르복실 디안하아드라이드(biphenyltetracarboxylic dianhydride) 또는 3,3', 4,4'-벤조페논테트라카르복실 디안하이드라이드(3,3', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride)이고, Y는 p-페닐 디아민(p-phenyl diamine), 4,4'-옥시디아닐린(4,4'-oxydianiline) 또는 2,2'-비스(트리플로로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl)이다.
[구조식 6]
Figure 112005076686631-pat00011
이어서, 세정 등의 통상적인 공정을 거쳐 포토레지스트 패턴(140)을 완성할 수 있다.
반도체 소자의 보호막 형성방법
이하, 본 발명에 따른 제1 또는 제2 포토레지스트 조성물을 사용한 반도체 소자의 보호막 형성 방법을 구체적으로 설명한다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 보호막 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4를 참조하면, 패드(210)가 형성된 기판(200) 상에 수소 결합 화합물 및 열경화성 수지를 포함하는 제1 포토레지스트 조성물을 도포하여 예비 보호막(220)을 형성한다. 상기 패드는 알루미늄, 구리 등과 같은 금속을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 예비 보호막(220)을 형성하기 이전에, 상기 기판(200) 상에 추가 보호막(도시되지 않음)을 형성한 후, 상기 추가 보호막 상에 상기 예비 보호막(220)을 형성할 수도 있다. 상기 추가 보호막은 실리콘 산화물 등과 같은 산화물 또는 실리콘 질화물 등과 같은 질화물을 사용하여 형성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 추가 보호막을 형성한 후, 상기 추가 보호막의 일부를 제거하여 상기 패드(210)를 노출시킬 수 있다. 이어서, 상기 추가 보호막 상에 상기 예비 보호막(220)을 형성한다. 이 경우, 상기 추가 보호막은 상기 패드(210)를 노출시키는 개구부(도시되지 않음)를 포함한다.
본 발명에 따른 반도체 소자의 보호막 형성 방법에서 사용할 수 있는 수소 결합 화합물의 예로는 산소(O)를 포함하는 화합물(oxygen containing compound), 질소(N)를 포함하는 화합물(nitrogen containing compound), 불소(F)를 포함하는 화합물(fluorine containing compound) 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 질소를 포함하는 화합물을 사용하고, 보다 바람직하게는 아민계 화합물을 사용한다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 제1 포토레지스트 조성물은 약 0.0001 내지 약 2 중량%의 수소결합 화합물을 포함하는 것이 바람직하고, 상기 열경화성 수지의 평균 분자량은 약 5000 내지 약 25000인 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자의 보호막 형성방법에 있어서, 상기 제1 포토레지스트 조성물 대신에 수소 결합 화합물, 열경화성 수지 및 유기용액을 포함하는 제2 포토레지스트 조성물을 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 유기 용액은 유기 용매 및 광활성 화합물의 혼합용액이거나, 유기 용매, 광활성 화합물 및 첨가제의 혼합용액일 수 있다. 또한, 상기 유기 용액은 유기 용매, 광활성 화합물 및 가교제의 혼합용액이거나, 유기 용매, 광활성 화합물, 첨가제 및 가교제의 혼합용액일 수도 있다. 상기 제1 및 제2 포토레지스트 조성물은 상술한 바와 같고, 더 이상의 구체적인 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 상기 예비보호막(220)을 선택적으로 노광한다. 상기 노광공정에서 사용할 수 있는 광의 예로는 I-라인 레이, G-라인 레이 등을 들 수 있다. 이에 따라, 광이 조사된 부위의 예비 보호막(230)은 광이 조사되지 않은 부위의 포토레지스트막(220)과 다른 용해도를 갖게 된다.
도 6을 참조하면, 상기 노광된 예비 보호막(220)을 현상하여 상기 패드(210)를 노출시키는 보호막(240)을 형성한다. 즉, 현상액을 이용하여 상기 노광된 예비 보호막의 소정부위(230)를 제거함으로써 보호막(240)을 형성한다. 구체적으로, 수산화테트라메틸암모늄(tetra-methyl ammonium hydroxide; TMAH) 등의 현상액을 사용하여, 상기 광이 조사된 부분의 예비 보호막(230)을 제거하여 보호막(240)을 형성한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 보호막(240)을 경화(curing)하는 단계를 더 수행할 수도 있다. 상기 경화 공정은 약 150 내지 약 350℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 보호막(240)을 마스크로 사용하여 상기 추가 보호막의 일부를 제거하여 상기 패드(210)를 노출시키는 단계를 더 수행할 수도 있다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 보호막 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7을 참조하면, 알루미늄, 구리 등과 같은 금속을 포함하는 본딩 패드(310)가 형성된 반도체 기판(300) 상에 제1 보호막(320)을 형성한다. 상기 본딩 패 드(310)는 후속의 공정에서 와이어를 통하여 리드 프레임과 연결될 수 있다. 상기 제1 보호막(320)은 실리콘 산화물 등과 같은 산화물 또는 실리콘 질화물 등과 같은 질화물을 사용하여 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 보호막(320)은 질화물을 플라즈마 화학기상증착(plasma enhanced chemical vapor deposition; PECVD)방법을 사용하여 형성하거나 산화물을 저압 화학기상증착(low pressure chemical vapor deposition; LPCVD)방법을 사용하여 형성할 수 있다.
이어서, 도 8을 참조하면 수소 결합 화합물 및 열경화성 수지를 포함하는 제1 포토레지스트 조성물을 도포하여 상기 제1 보호막(320) 상에 제2 보호막(330)을 형성한다.
본 실시예에 따른 반도체 소자의 보호막 형성 방법에서 사용할 수 있는 수소 결합 화합물의 예로는 산소(O)를 포함하는 화합물(oxygen containing compound), 질소(N)를 포함하는 화합물(nitrogen containing compound), 불소(F)를 포함하는 화합물(fluorine containing compound) 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 질소를 포함하는 화합물을 사용하고, 보다 바람직하게는 아민계 화합물을 사용한다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 제1 포토레지스트 조성물은 약 0.0001 내지 약 2 중량%의 수소결합 화합물을 포함하는 것이 바람직하고, 상기 열경화성 수지의 평균 분자량은 약 5000 내지 약 25000인 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자의 보호막 형성방법에 있어서, 상기 제1 포토레지스트 조성물 대신에 수소 결합 화합물, 열경화성 수지 및 유기용액을 포함하는 제2 포토레지스트 조성물을 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 유 기 용액은 유기 용매 및 광활성 화합물의 혼합용액이거나, 유기 용매, 광활성 화합물 및 첨가제의 혼합용액일 수 있다. 또한, 상기 유기 용액은 유기 용매, 광활성 화합물 및 가교제의 혼합용액이거나, 유기 용매, 광활성 화합물, 첨가제 및 가교제의 혼합용액일 수도 있다. 상기 제1 및 제2 포토레지스트 조성물은 상술한 바와 같고, 더 이상의 구체적인 설명은 생략한다.
도 9를 참조하면, 상기 제2 보호막(330)을 선택적으로 노광한다. 상기 노광공정에서 사용할 수 있는 광의 예로는 I-라인 레이, G-라인 레이 등을 들 수 있다. 이에 따라, 광이 조사된 부위의 제2 보호막(340)은 광이 조사되지 않은 부위의 제2 보호막(330)과 다른 용해도를 갖게 된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 후속의 경화 공정 수행 시에, 제2 보호막 패턴(350, 도 10 참조)의 주변부가 약 0.5 내지 약 2㎛ 정도 수축하는 것을 대비하여, 상기 제2 보호막 패턴(350)을 형성하기 위한 레티클(reticle)설계 시에 상기 본딩 패드(310)를 노출시키는 영역의 폭이, 상기 영역의 내부 방향으로 약 0.5 내지 약 2㎛ 정도 작아지도록 사이징한다. 이에 따라, 후속의 경화 공정을 수행하는 동안 상기 제2 보호막 패턴(350)의 주변부가 수축되는 것에 대비할 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 노광된 제2 보호막(330)을 현상하여 상기 제1 보호막(320)의 소정 부위를 노출시키는 제2 보호막 패턴(350)을 형성한다. 즉, 현상액을 이용하여 상기 노광된 제2 보호막의 소정부위(340)를 제거함으로써 제2 보호막 패턴(350)을 형성한다. 구체적으로, 수산화테트라메틸암모늄(tetra-methyl ammonium hydroxide; TMAH) 등의 현상액을 사용하여, 상기 광이 조사된 부분의 제2 보호막(340)을 제거하여 제2 보호막 패턴(350)을 형성한다.
이어서, 상기 제2 보호막 패턴(350) 패턴을 경화하는 공정을 선택적으로 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 경화된 제2 보호막 패턴(350)의 두께는 경화 전의 제2 보호막의 두께보다 얇아지는 동시에, 본딩 패드(310)를 노출시키는 영역의 경계선도 영역의 외부 방향으로 약 0.5 내지 약 2㎛ 정도 이동된다.
도 11을 참조하면, 상기 제2 보호막 패턴(350)을 마스크로 사용하여 상기 제1 보호막(320)의 소정 부위를 제거하여 상기 본딩 패드(310)를 노출시키는 제1 보호막 패턴(360)을 형성한다. 구체적으로, 상기 제2 보호막 패턴(350)을 식각 마스크로 사용하여, 상기 제1 보호막(320)을 식각한다. 예를 들어, 상기 제1 보호막(320)은 플라즈마 등을 사용한 건식 식각 방법으로 식각할 수 있다. 상기 본딩 패드(310)를 노출시키는 제1 보호막 패턴(360)이 형성됨에 따라, 반도체 소자의 보호막(350, 360)이 완성된다.
이하, 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물을 실시예 및 비교예를 통하여 더욱 상세하게 설명한다.
포토레지스트 조성물의 제조
<실시예 1>
폴리이미드 수지 31 중량%, 디아조 나프타 퀴논 7 중량%, 가교제 1 중량%, 디이소프로필 페닐아민 0.2 중량% 및 여분의 유기 용매를 혼합하여 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이 경우, 상기 가교제로는 테트라하이드로프탈릭 안하이드라 이드를 사용하였고, 상기 유기 용매는 감마 부티로 락톤 및 에틸 락테이트를 40:60의 비율로 혼합하여 사용하였다.
<실시예 2 및 3>
상기 디이소프로필 페닐아민의 함량을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 각 실시예에 따른 각 성분의 함량은 하기 표 1에 나타낸다.
<실시예 4>
폴리이미드 수지 31 중량%, 디아조 나프타 퀴논 7 중량%, 실란 커플링제 3 중량%, 디이소프로필 페닐아민 0.2 중량% 및 여분의 유기 용매를 혼합하여 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이 경우, 상기 실란 커플링제로는 아미노프로필 트리에톡시 실란을 사용하였고, 상기 유기 용매는 감마 부티로 락톤 및 에틸 락테이트를 40:60의 비율로 혼합하여 사용하였다.
<실시예 5>
폴리이미드 수지 31 중량%, 디아조 나프타 퀴논 7 중량%, 디이소프로필 페닐아민 0.2 중량% 및 여분의 유기 용매를 혼합하여 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이 경우, 상기 유기 용매는 감마 부티로 락톤 및 에틸 락테이트를 40:60의 비율로 혼합하여 사용하였다.
<비교예>
폴리이미드 수지 31 중량%, 디아조 나프타 퀴논 7 중량%, 가교제 1 중량% 및 여분의 유기 용매를 혼합하여 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 이 경우, 상기 가교제로는 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드를 사용하였고, 상기 유기 용매는 감마 부티로 락톤 및 에틸 락테이트를 40:60의 비율로 혼합하여 사용하였다.
폴리이미드 수지 PAC 가교제/실란 커플링제 수소 결합 화합물
실시예 1 31 7 가교제 1 0.2
실시예 2 31 7 가교제 1 0.27
실시예 3 31 7 가교제 1 0.36
실시예 4 31 7 실란 커플링제 3 0.2
실시예 5 31 7 - - 0.2
비교예 31 7 가교제 1 0
(단위: 중량%)
실험예- 포토레지스트막의 손상 평가
상기 실시예들 및 비교예에서 제조된 포토레지스트 조성물을 사용하여 포토레지스트 막들을 형성하였다. 이어서, 상기 포토레지스트 막들에 대하여 현상 공정을 수행한 후 상기 포토레지스트막의 손상 정도를 평가하였다. 이에 따른 결과를 하기 표 2, 도 12 및 도 13에 나타낸다. 구체적으로, 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예에서 제조된 포토레지스트 조성물을 베어 웨이퍼(bare wafer)상에 도포하여 포토레지스트 막들을 형성하였다. 이어서, 상기 포토레지스트 막을 소프트 베이킹 하였다. 이 경우, 상기 비교예에서 제조된 포토레지스트 조성물을 사용하여 총 3개의 포토레지스트 막을 형성하였다. 이 중, 제1 포토레지스트막은 122℃에서 200초 동안 소프트 베이킹 하였으며, 베이킹 후의 두께는 13.47㎛이었다. 또한, 비교예에 따라 형성된 포토레지스트 막 중 제2 포토레지스트막 및 제3 포토레지스트막은 119℃의 온도에서 240초 동안 소프트 베이킹 하였으며, 베이킹 후의 두께는 각각13.42㎛ 및 12.00㎛ 이었다. 상기 실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 포토레지스트 조성물들을 사용하여 형성된 포토레지스트막들은 119℃의 온도에서 240초 동안 소프트 베이킹 하였다. 상기 소프트 베이킹 공정 수행 후 상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 포토레지스트 조성물을 사용하여 형성된 포토레지스트 막들의 두께는 모두 12.0㎛이었다. 이어서, 상기 포토레지스트막을 TMAH(2.38 중량%의 수용액)를 사용하여 현상하였다.
소프트 베이킹 공정 수행 후의 두께 현상 후의 두께 현상 공정 동안의 손상 경화 후의 두께
비교예 (제1포토레지스트막) 13.47㎛ 10.54㎛ 2.93㎛ 7.95㎛
비교예 (제2포토레지스트막) 13.42㎛ 10.47㎛ 2.95㎛ 7.84㎛
비교예 (제3포토레지스트막) 12.0㎛ 9.1㎛ 2.9㎛ 6.8㎛
실시예 1 12.0㎛ 10.1㎛ 1.9㎛ 7.6㎛
실시예 2 12.0㎛ 10.5㎛ 1.5㎛ 7.9㎛
실시예 3 12.0㎛ 10.6㎛ 1.4㎛ 7.9㎛
도 12 및 도 13은 상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 포토레지스트막을 현상한 결과를 나타내는 전자현미경 사진들이다. 구체적으로, 도 12는 상기 실시예 1에 따른 포토레지스트막을 현상한 결과를 나타내는 전자현미경 사진이며, 도 13은 상기 비교예에 따른 제3 포토레지스트막을 현상한 결과를 나타내는 전자현미경 사진이다.
표 2, 도 12 및 도 13을 참조하면, 수소 결합 화합물을 포함하지 않은 포토레지스트 막들에 비하여, 수소 결합 화합물을 포함하는 포토레지스트막의 손상 정도가 현저히 감소된 것을 확인할 수 있다. 구체적으로 비교예에 따른 제1 포토레지스트막의 손실율은 21.75%, 제2 포토레지스트막의 손실율은 21.98%, 제3 포토레지스트막의 손실율은 24.17%로써, 모두 20% 이상의 손실율을 나타낸다. 반면, 실시예 1의 포토레지스트막의 손실율은 15.83%, 실시예 2의 포토레지스트막의 손실율은 12.5%, 실시예 3의 포토레지스트막의 손실율은 11.67%로써 모두 20%를 현저히 밑도는 손실율을 나타내고 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물에 포함된 수소 결합 화합물이 열경화성 수지 분자 사이의 인력을 증가시킴으로써 현상 공정에서 발생할 수 있는 포토레지스트막의 손상을 최소화할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 실시예 1 내지 3에 있어서, 수소 결합 화합물의 함량이 증가할수록 포토레지스트막의 손상 정도가 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 그러나 수소 결합 화합물의 함량이 지나치게 증가하는 경우, 후속의 현상 과정에서 패턴을 정확하게 형성하기가 어려워지므로 약 2중량% 이하의 수소 결합 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 한편, 실시예 4 및 5에서 제조된 포토레지스트 조성물을 이용하여 포토레지스트막을 형성한 경우에도, 실시예 1 내지 3의 경우와 마찬가지로 현상 과정에서 포토레지스트막의 손상이 방지되는 것으로 나타났다.
본 발명의 포토레지스트 조성물을 사용하여 반도체 장치의 보호막을 형성한다. 이에 따라, 상기 포토레지스트 조성물에 포함된 수소 결합 화합물이 열경화성 수지에 포함된 수소와 결합하여 열경화성 수지 분자간의 상호 결합력이 증가된다. 이에 따라, 현상과정에서 발생할 수 있는 보호막의 손실을 최소화할 수 있으며, 상 대적으로 낮은 비용으로 완성된 반도체 소자를 효과적으로 패시베이션할 수 있는 보호막을 형성할 수 있다. 결과적으로, 반도체 장치의 불량을 방지함과 동시에 반도체 제조 공정의 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
이상, 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 (44)

  1. 아민(amine)계 화합물, 아미드(amide)계 화합물 및 니트릴(nitrile)계 화합물로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 수소 결합 화합물(hydrogen-bonding compound); 및
    하기 구조식(1)로 표시되는 폴리이미드(polyimide) 수지, 하기 구조식(2)로 표시되는 폴리벤조옥사졸(polybenzoxazole) 수지, 또는 하기 구조식(3)으로 표시되는 레졸(resol)을 포함하는 열경화성 수지를 포함하는 포토레지스트 조성물.
    [구조식 1]
    Figure 112007005110716-pat00030
    [구조식 2]
    Figure 112007005110716-pat00031
    (상기 구조식 2에서, X는 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플로로프로판 디안하이드라이드(2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride), 비페닐테트라카르복실 디안하아드라이드(biphenyltetracarboxylic dianhydride) 또는 3,3', 4,4'-벤조페논테트라카르복실 디안하이드라이드(3,3', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride)이고, Y는 p-페닐 디아민(p-phenyl diamine), 4,4'-옥시디아닐린(4,4'-oxydianiline) 또는 2,2'-비스(트리플로로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl)이다)
    [구조식 3]
    Figure 112007005110716-pat00032
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 아민계 화합물은 싸이클로헥실아민(cyclohexyl amine), 벤질아민(benzylamine), 아닐린(aniline), p-톨루딘(p-toluidine), p-클로로아닐린(p-chloroaniline), p-니트로아닐린(p-nitroaniline), N-메틸아닐린(N-methyl aniline), 디페닐아민(diphenylaniline), 트리프로필아민(tripropylamine), N,N-디메틸아닐린(N,N-dimethylaniline) 및 디이소프로필페닐아민(diisopropyl phenylamine)으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 열경화성 수지의 평균 분자량은 5000 내지 25000인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 열경화성 수지의 평균 분자량은 10000 내지 20000인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 조성물 총 중량을 기준으로 0.0001 내지 2 중량%의 수소결합 화합물을 포함하는 포토레지스트 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 조성물 총 중량을 기준으로 0.001 내지 0.5 중량%의 수소결합 화합물을 포함하는 포토레지스트 조성물.
  11. 아민(amine)계 화합물, 아미드(amide)계 화합물 및 니트릴(nitrile)계 화합물로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 수소 결합 화합물(hydrogen-bonding compound);
    하기 구조식(1)로 표시되는 폴리이미드(polyimide) 수지, 하기 구조식(2)로 표시되는 폴리벤조옥사졸(polybenzoxazole) 수지, 또는 하기 구조식(3)으로 표시되는 레졸(resol)을 포함하는 열경화성 수지; 및
    유기 용액을 포함하는 포토레지스트 조성물.
    [구조식 1]
    Figure 112007005110716-pat00033
    [구조식 2]
    Figure 112007005110716-pat00034
    (상기 구조식 2에서, X는 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플로로프로판 디안하이드라이드(2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride), 비페닐테트라카르복실 디안하아드라이드(biphenyltetracarboxylic dianhydride) 또는 3,3', 4,4'-벤조페논테트라카르복실 디안하이드라이드(3,3', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride)이고, Y는 p-페닐 디아민(p-phenyl diamine), 4,4'-옥시디아닐린(4,4'-oxydianiline) 또는 2,2'-비스(트리플로로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl)이다)
    [구조식 3]
    Figure 112007005110716-pat00035
  12. 제11항에 있어서, 상기 수소 결합 화합물 0.0001 내지 2중량%, 상기 열경화성 수지 20 내지 60중량% 및 여분의 유기 용액을 포함하는 포토레지스트 조성물.
  13. 제11항에 있어서, 상기 유기 용액은 유기 용매 및 광활성 화합물(photoactive compound)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  14. 제13항에 있어서, 상기 수소 결합 화합물 0.0001 내지 2중량%, 상기 열경화성 수지 20 내지 60중량%, 상기 광활성 화합물 3 내지 10중량% 및 여분의 유기 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  15. 제13항에 있어서, 상기 유기 용매는 에틸렌글리콜모노메틸에테르(ethyleneglycolmonomethylether), 에틸렌글리콜모노에틸에테르(ethyleneglycolmonoethylether), 메틸셀로솔브아세테이트(methylcellosolveacetate), 에틸셀로솔브아세테이트(ethylcellosolveacetate), 디 에틸렌글리콜모노메틸에테르(diethyleneglycolmonomethylether), 디에틸렌글리콜모노에틸에테르(diethyleneglycolmonoethylether), 프로필렌글리콜메틸에테르(propyleneglycolmethylether), 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(propyleneglycolmethyletheracetate), 프로필렌글리콜프로필에테르아세테이트(propyleneglycolpropyletheracetate), 디에틸렌글리콜디메틸에테르(diethyleneglycoldimethylether), 에틸 락테이트(ethyl lactate), 톨루엔(toluene), 자이렌(xylene), 메틸에틸케톤(methylethylketone), 사이클로헥사논(cyclohexanone), 2-헵타논(2-heptanone), 3-헵타논(3-heptanone), 4-헵타논(4-heptanone), γ-부티로 락톤(γ-butyro lactone) 및 N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  16. 제13항에 있어서, 상기 광활성 화합물은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 디아조 나프타 퀴논(diazo naphta quinone) 계열의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112005076686631-pat00015
    [화학식 2]
    Figure 112005076686631-pat00016
    (상기 화학식 1 및 화학식 2에 있어서, R은 방향족 구조(ballast group)를 나타낸다.)
  17. 제11항에 있어서, 상기 유기 용액은 유기 용매, 광활성 화합물 및 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  18. 제17항에 있어서, 상기 수소 결합 화합물 0.0001 내지 2중량%, 상기 열경화성 수지 20 내지 60중량%, 상기 광활성 화합물 3 내지 10중량%, 상기 첨가제 0.001 내지 5중량% 및 여분의 유기 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  19. 제17항에 있어서, 상기 첨가제는 실란 커플링제(silane coupling agent)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물
  20. 제11항에 있어서, 상기 유기 용액은 유기 용매, 광활성 화합물 및 가교제를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  21. 제20항에 있어서, 상기 수소 결합 화합물 0.0001 내지 2중량%, 상기 열경화성 수지 20 내지 60중량%, 상기 광활성 화합물 3 내지 10중량%, 상기 가교제 0.001 내지 10중량% 및 여분의 유기 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  22. 제20항에 있어서, 상기 가교제는 디비닐벤젠(divinylbenzene) , 프탈릭 안하이드라이드(phthalicanhydride), 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드(tetrahydrophthalic anhydride), 나딕 메틸 안하이드라이드(nadic methyl anhydride), 클로로엔딕 안하이드라이드(chloroendic anhydride), 페놀-포름알데하이드(phenol-formaldehyde) 및 헥사메틸렌테타민(hexamethylenetetamine)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  23. 대상물 상에 아민(amine)계 화합물, 아미드(amide)계 화합물 및 니트릴(nitrile)계 화합물로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 수소 결합 화합물, 및 하기 구조식(1)로 표시되는 폴리이미드(polyimide) 수지, 하기 구조식(2)로 표시되는 폴리벤조옥사졸(polybenzoxazole) 수지, 또는 하기 구조식(3)으로 표시되는 레졸(resol)을 포함하는 열경화성 수지를 포함하는 포토레지스트 조성물을 도포하여 포토레지스트막을 형성하는 단계; 및
    상기 포토레지스트막의 일부를 제거하는 단계를 포함하는 포토레지스트 패턴 형성방법.
    [구조식 1]
    Figure 112007005110716-pat00036
    [구조식 2]
    Figure 112007005110716-pat00037
    (상기 구조식 2에서, X는 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플로로프로판 디안하이드라이드(2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride), 비페닐테트라카르복실 디안하아드라이드(biphenyltetracarboxylic dianhydride) 또는 3,3', 4,4'-벤조페논테트라카르복실 디안하이드라이드(3,3', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride)이고, Y는 p-페닐 디아민(p-phenyl diamine), 4,4'-옥시디아닐린(4,4'-oxydianiline) 또는 2,2'-비스(트리플로로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl)이다)
    [구조식 3]
    Figure 112007005110716-pat00038
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 제23항에 있어서, 상기 아민계 화합물은 싸이클로헥실아민(cyclohexyl amine), 벤질아민(benzylamine), 아닐린(aniline), p-톨루딘(p-toluidine), p-클로로아닐린(p-chloroaniline), p-니트로아닐린(p-nitroaniline), N-메틸아닐린(N-methyl aniline), 디페닐아민(diphenylaniline), 트리프로필아민(tripropylamine), N,N-디메틸아닐린(N,N-dimethylaniline) 및 디이소프로필페닐아민(diisopropyl phenylamine)으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성방법.
  27. 제23항에 있어서, 상기 포토레지스트막의 일부를 제거하는 단계는
    상기 포토레지스트막을 선택적으로 노광하는 단계; 및
    상기 노광된 포토레지스트막을 현상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 포토레지스트막은 G-라인 레이(G-line ray), I-라인 레이(I-line ray), 크립톤 플로라이드 레이저(laser of krypton fluoride), 아르곤 플로라이드 레이저(laser of argon fluoride), 전자빔(e-beam) 또는 엑스레이(X-ray)를 사용하여 노광하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 포토레지스트막은 I-라인 레이 또는 G-라인 레이를 사용하여 노광하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성방법.
  30. 제27항에 있어서, 상기 노광된 포토레지스트막은 테트라-메틸 암모늄 하이드록사이드(tetra-methyl ammonium hydroxide)를 사용하여 현상하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성방법.
  31. 제23항에 있어서, 상기 포토레지스트막의 일부를 제거한 후, 상기 포토레지스트막을 경화(curing)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 경화 공정을 수행하는 동안, 상기 포토레지스트막에 포함된 상기 열경화성 수지가 가교결합되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성방법.
  33. 제31항에 있어서, 상기 포토레지스트막의 경화는 150℃ 내지 350℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성방법.
  34. 패드가 형성된 기판 상에 아민(amine)계 화합물, 아미드(amide)계 화합물 및 니트릴(nitrile)계 화합물로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 수소 결합 화합물, 및 하기 구조식(1)로 표시되는 폴리이미드(polyimide) 수지, 하기 구조식(2)로 표시되는 폴리벤조옥사졸(polybenzoxazole) 수지, 또는 하기 구조식(3)으로 표시되는 레졸(resol)을 포함하는 열경화성 수지를 포함하는 포토레지스트 조성물을 도포하여 예비보호막을 형성하는 단계;
    상기 예비보호막을 선택적으로 노광하는 단계; 및
    상기 노광된 예비보호막을 현상하여 상기 패드를 노출시키는 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 보호막 형성방법.
    [구조식 1]
    Figure 112007005110716-pat00039
    [구조식 2]
    Figure 112007005110716-pat00040
    (상기 구조식 2에서, X는 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플로로프로판 디안하이드라이드(2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride), 비페닐테트라카르복실 디안하아드라이드(biphenyltetracarboxylic dianhydride) 또는 3,3', 4,4'-벤조페논테트라카르복실 디안하이드라이드(3,3', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride)이고, Y는 p-페닐 디아민(p-phenyl diamine), 4,4'-옥시디아닐린(4,4'-oxydianiline) 또는 2,2'-비스(트리플로로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl)이다)
    [구조식 3]
    Figure 112007005110716-pat00041
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 제34항에 있어서, 상기 아민계 화합물은 싸이클로헥실아민(cyclohexyl amine), 벤질아민(benzylamine), 아닐린(aniline), p-톨루딘(p-toluidine), p-클로로아닐린(p-chloroaniline), p-니트로아닐린(p-nitroaniline), N-메틸아닐린(N-methyl aniline), 디페닐아민(diphenylaniline), 트리프로필아민(tripropylamine), N,N-디메틸아닐린(N,N-dimethylaniline) 및 디이소프로필페닐아민(diisopropyl phenylamine)으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 보호막 형성방법.
  38. 제34항에 있어서, 상기 예비보호막을 형성하기 전에, 상기 패드가 형성된 기판 상에 추가 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 보호막 형성방법.
  39. 제38항에 있어서, 상기 추가 보호막은 산화물 또는 질화물을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 보호막 형성방법.
  40. 제39항에 있어서, 상기 추가 보호막은 실리콘 산화물을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 보호막 형성방법.
  41. 제38항에 있어서, 상기 추가 보호막의 일부를 제거하여 상기 패드를 노출시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 보호막 형성방법.
  42. 제38항에 있어서, 상기 보호막을 마스크로 사용하여 상기 추가 보호막의 일부를 제거하여 상기 패드를 노출시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반 도체 소자의 보호막 형성방법.
  43. 제34항에 있어서, 상기 보호막을 경화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 보호막 형성방법.
  44. 본딩 패드가 형성된 반도체 기판 상에 제1 보호막을 형성하는 단계;
    아민(amine)계 화합물, 아미드(amide)계 화합물 및 니트릴(nitrile)계 화합물로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 수소 결합 화합물 및 열경화성 수지를 포함하는 포토레지스트 조성물을 도포하여 상기 제1 보호막 상에 제2 보호막을 형성하는 단계;
    상기 제2 보호막을 선택적으로 노광하는 단계;
    상기 노광된 제2 보호막을 현상하여 상기 제1 보호막의 소정부위를 노출시키는 제2 보호막 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 보호막 패턴을 마스크로 사용하여 상기 제1 보호막의 소정부위를 제거하여 상기 본딩 패드를 노출시키는 제1 보호막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 보호막 형성방법.
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