KR100811440B1 - 포토레지스트 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 포토레지스트 조성물에 관한 것으로, 에스테르 화합물이 중심으로 이루어진 ESCAP 타입의 포토레지스트에서 에스테르 화합물의 탈리 부분인 지방족 알킬 부분을 탈리가 용이한 방향족으로 바꾸거나, 전기 음성도가 큰 관능기를 도입하여 전자의 움직임을 변화시켜 보다 탈리가 유용하도록 하여 낮은 온도에서도 원활하게 탈보호기 반응이 진행될 수 있도록 한 포토레지스트 조성물에 관하여 기술된다.
ESCAP, 포토레지스트, 전기 음성도, 관능기
Description
본 발명은 포토레지스트 조성물에 관한 것으로, 특히 에스테르 화합물이 중심으로 이루어진 ESCAP 타입의 포토레지스트를 낮은 온도에서도 탈보호기 반응이 원활하게 진행되도록 변형시켜 반도체 소자의 미세 패턴을 구현할 수 있는 포토레지스트 조성물에 관한 것이다.
일반적으로, 사진 공정중 248nm의 파장을 이용하는 공정은 DUV 레지스트를 이용하고 있는데, DUV 레지스트는 크게 t-BOC, ESCAP, 아세탈 타입으로 나눌 수 있다. 이중에서 ESCAP 타입의 레지스트는 비메모리 사진 공정에 널리 사용되고 있는 대표적인 레지스트이다. 그러나 ESCAP 타입의 레지스트는 아세탈 타입의 레지스트에 비해 식각 공정의 배리어로서의 특성은 우수하나 탈보호기 반응이 상대적으로 어려워 노광 공정 후 고온의 베이킹 공정이 요구된다. 즉, 하기 화학식 1과 같이 기존의 ESCAP 타입의 레지스트는 에스테르 화합물이 중심을 이루고, 노광 공정 동안 광에 의해 자체적으로 발생된 산에 의해 에스테르 화합물이 카르본산으로 변형 되는데, 이는 아세탈 타입에 비해 상대적으로 반응속도가 떨어지므로, 노광 공정 후 고온의 베이킹 공정을 실시하여 탈보호기 반응을 촉진시켜야 한다.
상기 식에서, R'는 지방족 알킬기이다.
이와 같이, 베이킹 공정을 고온에서 실시하므로, 고온 공정의 적용에 따른 장비 제어의 한계 및 베이킹 온도 변화에 따른 큰 임계치수(CD) 변화로 인해 공정 진행시 임계치수 균일성(CD uniformity)이 아세탈 타입의 레지스트에 비해 상대적으로 나쁜 문제점을 가지고 있다. 이로 인하여 웨이퍼 내에서 임계치수 차이는 서브-0.15㎛ Tech. 게이트 층의 고립 패턴(isolated pattern)에서 게이트 길이(gate length)의 감소에 따라 급격하게 커지게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 현재는 분자량이 큰 아세탈 타입의 레지스트를 이용하는 방법과 아세탈 타입의 레지스트와 ESCAP 타입의 레지스트를 혼합 사용하는 방법을 사용하여 문제점을 해결하려는 노력이 진행되고 있다.
따라서, 본 발명은 에스테르 화합물이 중심으로 이루어진 ESCAP 타입의 포토레지스트를 낮은 온도에서도 탈보호기 반응이 원활하게 진행되도록 변형시켜 반도체 소자의 미세 패턴을 구현할 수 있는 포토레지스트 조성물을 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포토레지스트 조성물은 에스테르 화합물이 중심을 이루는 ESCAP 타입의 포토레지스트에서, 상기 에스테르 화합물의 탈리 부분이 플루오르화물, 염화물 및 브롬화물중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포토레지스트 조성물은 에스테르 화합물이 중심을 이루는 ESCAP 타입의 포토레지스트에서, 상기 에스테르 화합물의 탈리 부분이 플루오르화물, 염화물 및 브롬화물중 선택된 2개로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 포토레지스트 조성물은 에스테르 화합물이 중심을 이루는 ESCAP 타입의 포토레지스트에서, 상기 에스테르 화합물의 탈리 부분이 플루오르화물, 염화물 및 브롬화물로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 포토레지스트 조성물은 하기 화학식 2로 표시 된다.
상기 식에서,
X는 플루오르(F), 염소(Cl) 및 브롬(Br) 중 어느 하나이고;
n은 1 내지 10 중에서 선택된 정수이다.
본 발명의 제 1 실시예의 포토레지스트 조성물은 상기 화학식 2에 표시된 바와 같이, 에스테르 화합물이 중심을 이루는 기존의 ESCAP 타입의 포토레지스트에서 에스테르 화합물의 탈리 부분인 지방족 알킬 부분을 할로겐 화합물로 변형시키는데, 이 할로겐 화합물은 X가 불소(F)일 경우 플루오르화물이 되고, 염소(Cl)일 경우 염화물이 되고, 브롬(Br)일 경우 브롬화물이 된다. 즉, 본 발명의 제 1 실시예의 포토레지스트 조성물은 에스테르 화합물이 중심을 이루는 ESCAP 타입의 포토레지스트에서 에스테르 화합물의 탈리 부분이 플루오르화물, 염화물 및 브롬화물중 어느 하나로 구성된다. 이와 같이 구성되는 본 발명의 제 1 실시예의 포토레지스트 조성물은 베이킹 공정시 기존보다 낮은 온도에서도 탈보호기 반응이 원활히 진행되는데, 이는 플루오르(F)의 전기 음성도가 4.0이고, 염소(Cl)의 전기 음성도가 3.0 이고, 브롬(Br)의 전기 음성도가 2.8로서 기존의 수소의 전기 음성도 2.1에 비해 상대적으로 대단히 큰 값을 가지기 때문에 인접된 카르보닐 부분의 전자를 당기는 효과를 나타내고 광에 의해 발생된 산과의 탈보호기 반응을 촉진시키는 효과가 있기 때문이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 포토레지스트 조성물은 하기 화학식 3으로 표시된다.
상기 식에서,
X는 플루오르(F), 염소(Cl) 및 브롬(Br) 중 어느 하나이고;
n은 1 내지 10 중에서 선택된 정수이다.
본 발명의 제 2 실시예의 포토레지스트 조성물은 상기 화학식 3에 표시된 바와 같이, 에스테르 화합물이 중심을 이루는 기존의 ESCAP 타입의 포토레지스트에서 에스테르 화합물의 탈리 부분인 지방족 알킬 부분을 할로겐 화합물로 변형시키는 데, 이 할로겐 화합물은 X가 불소(F)일 경우 플루오르화물이 되고, 염소(Cl)일 경우 염화물이 되고, 브롬(Br)일 경우 브롬화물이 된다. 즉, 본 발명의 제 2 실시예의 포토레지스트 조성물은 에스테르 화합물이 중심을 이루는 ESCAP 타입의 포토레지스트에서 에스테르 화합물의 탈리 부분이 플루오르화물, 염화물 및 브롬화물중 선택된 두개로 구성된다. 이와 같이 구성되는 본 발명의 제 2 실시예의 포토레지스트 조성물은 베이킹 공정시 기존보다 낮은 온도에서도 탈보호기 반응이 원활히 진행되는데, 이는 플루오르(F)의 전기 음성도가 4.0이고, 염소(Cl)의 전기 음성도가 3.0이고, 브롬(Br)의 전기 음성도가 2.8로서 기존의 수소의 전기 음성도 2.1에 비해 상대적으로 대단히 큰 값을 가지기 때문에 인접된 카르보닐 부분의 전자를 당기는 효과를 나타내고 광에 의해 발생된 산과의 탈보호기 반응을 촉진시키는 효과가 있기 때문이다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 포토레지스트 조성물은 하기 화학식 4로 표시된다.
상기 식에서,
X는 플루오르(F), 염소(Cl) 및 브롬(Br) 중 어느 하나이고;
n은 1 내지 10 중에서 선택된 정수이다.
본 발명의 제 3 실시예의 포토레지스트 조성물은 상기 화학식 4에 표시된 바와 같이, 에스테르 화합물이 중심을 이루는 기존의 ESCAP 타입의 포토레지스트에서 에스테르 화합물의 탈리 부분인 지방족 알킬 부분을 할로겐 화합물로 변형시키는데, 이 할로겐 화합물은 X가 불소(F)일 경우 플루오르화물이 되고, 염소(Cl)일 경우 염화물이 되고, 브롬(Br)일 경우 브롬화물이 된다. 즉, 본 발명의 제 3 실시예의 포토레지스트 조성물은 에스테르 화합물이 중심을 이루는 ESCAP 타입의 포토레지스트에서 에스테르 화합물의 탈리 부분이 플루오르화물, 염화물 및 브롬화물로 구성된다. 이와 같이 구성되는 본 발명의 제 3 실시예의 포토레지스트 조성물은 베이킹 공정시 기존보다 낮은 온도에서도 탈보호기 반응이 원활히 진행되는데, 이는 플루오르(F)의 전기 음성도가 4.0이고, 염소(Cl)의 전기 음성도가 3.0이고, 브롬(Br)의 전기 음성도가 2.8로서 기존의 수소의 전기 음성도 2.1에 비해 상대적으로 대단히 큰 값을 가지기 때문에 인접된 카르보닐 부분의 전자를 당기는 효과를 나타내고 광에 의해 발생된 산과의 탈보호기 반응을 촉진시키는 효과가 있기 때문이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 포토레지스트 조성물은 기존의 ESCAP 타입의 포토레지스트가 갖는 식각 공정에 용이한 식각 배리어로서의 특성을 유지하면서 탈보호기 반응을 원활히 진행되게 하므로서, 임계치수 균일성이 향상된 패턴을 구현시킬 수 있고, 레지스트의 두께를 얇게 형성할 수 있어 점점 패턴의 미세화가 진행되고 있는 시점에서 보다 미세한 패턴을 구현시킬 수 있다.
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KR19990065460A (ko) * | 1998-01-13 | 1999-08-05 | 유현식 | 포토레지스트 조성물 |
KR20020037979A (ko) * | 2000-11-16 | 2002-05-23 | 박종섭 | 레지스트 플로우 공정용 포토레지스트 중합체 및 이를함유하는 포토레지스트 조성물 |
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2001
- 2001-12-11 KR KR1020010078261A patent/KR100811440B1/ko not_active IP Right Cessation
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