KR100880699B1 - 네가티브형 수성 포토레지스트 조성물 - Google Patents

네가티브형 수성 포토레지스트 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR100880699B1
KR100880699B1 KR1020047004329A KR20047004329A KR100880699B1 KR 100880699 B1 KR100880699 B1 KR 100880699B1 KR 1020047004329 A KR1020047004329 A KR 1020047004329A KR 20047004329 A KR20047004329 A KR 20047004329A KR 100880699 B1 KR100880699 B1 KR 100880699B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photoresist composition
negative
water
photoresist
alkyl
Prior art date
Application number
KR1020047004329A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040044987A (ko
Inventor
루핑-훙
네이서마크오.
다멜랄프알.
우헹펭
Original Assignee
에이제토 엘렉토로닉 마티리알즈 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이제토 엘렉토로닉 마티리알즈 가부시키가이샤 filed Critical 에이제토 엘렉토로닉 마티리알즈 가부시키가이샤
Publication of KR20040044987A publication Critical patent/KR20040044987A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100880699B1 publication Critical patent/KR100880699B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • G03F7/0382—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable the macromolecular compound being present in a chemically amplified negative photoresist composition
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/1053—Imaging affecting physical property or radiation sensitive material, or producing nonplanar or printing surface - process, composition, or product: radiation sensitive composition or product or process of making binder containing
    • Y10S430/1055—Radiation sensitive composition or product or process of making
    • Y10S430/106—Binder containing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/1053—Imaging affecting physical property or radiation sensitive material, or producing nonplanar or printing surface - process, composition, or product: radiation sensitive composition or product or process of making binder containing
    • Y10S430/1055—Radiation sensitive composition or product or process of making
    • Y10S430/106—Binder containing
    • Y10S430/11—Vinyl alcohol polymer or derivative
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/1053—Imaging affecting physical property or radiation sensitive material, or producing nonplanar or printing surface - process, composition, or product: radiation sensitive composition or product or process of making binder containing
    • Y10S430/1055—Radiation sensitive composition or product or process of making
    • Y10S430/106—Binder containing
    • Y10S430/111—Polymer of unsaturated acid or ester
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/1053—Imaging affecting physical property or radiation sensitive material, or producing nonplanar or printing surface - process, composition, or product: radiation sensitive composition or product or process of making binder containing
    • Y10S430/1055—Radiation sensitive composition or product or process of making
    • Y10S430/114—Initiator containing
    • Y10S430/115—Cationic or anionic
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/1053—Imaging affecting physical property or radiation sensitive material, or producing nonplanar or printing surface - process, composition, or product: radiation sensitive composition or product or process of making binder containing
    • Y10S430/1055—Radiation sensitive composition or product or process of making
    • Y10S430/114—Initiator containing
    • Y10S430/122—Sulfur compound containing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/1053—Imaging affecting physical property or radiation sensitive material, or producing nonplanar or printing surface - process, composition, or product: radiation sensitive composition or product or process of making binder containing
    • Y10S430/1055—Radiation sensitive composition or product or process of making
    • Y10S430/128—Radiation-activated cross-linking agent containing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 폴리비닐아세탈 중합체, 수용성 광활성 화합물 및 가교제를 포함하는 신규한 네가티브 수성 포토레지스트 조성물에 관한 것이다. 수용성 광활성 화합물은 술포늄 염이 바람직하다. 또한, 본 발명은 상기 신규한 포토레지스트 조성물로부터 네가티브 이미지를 형성하는 방법에 관한 것이다.

Description

네가티브형 수성 포토레지스트 조성물{NEGATIVE-ACTING AQUEOUS PHOTORESIST COMPOSITION}
본 발명은 특히 260 nm 이하의 파장에서(원자외선) 감광성인 수계 네가티브 포토레지스트 조성물 및 그러한 포토레지스트의 이미지화 방법에 관한 것이다.
본 발명은 컴퓨터 칩 및 집적 회로의 제조에서와 같은 소형화 전자 구성요소의 마이크로리토그래피 제조 방법에 사용된다. 일반적으로, 이들 공정에서 포토레지스트 조성물의 박필름은 집적 회로 제조에 사용되는 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 재료에 먼저 도포된다. 그 후, 도포된 기판을 소성하여 포토레지스트 조성물 내 용매를 증발시키고, 코팅을 기판에 고정시킨다. 그 다음, 기판의 소성되고 코팅된 표면은 이미지화 방사선에 결상 방식으로 노광시킨다.
방사선 노광은 코팅된 표면의 노광된 영역 내에서 화학 변성을 유발한다. 가시광, 자외(UV)광, 전자 빔 및 X선 방사선 에너지는 현재 마이크로리토그래피 공정에서 통용되는 이미지화 방사선 유형이다. 이 결상 방식 노광 후, 코팅된 기판을 현상액으로 처리하여 기판의 코팅된 표면의 방사선 노광된 영역 또는 미노광된 영역을 용해시키고, 제거한다.
포토레지스트 조성물에는 네가티브형 및 포지티브형의 두 가지 유형이 있다. 네가티브형 포토레지스트 조성물이 방사선에 결상 방식으로 노광될 때, 방사선에 노광된 포토레지스트 조성물의 영역은 현상액에 덜 가용성이 되는(예컨대, 가교 반응이 일어남) 반면에, 포토레지스트의 미노광 영역은 그러한 용액에 비교적 가용성으로 남아있다. 따라서, 노광된 네가티브형 포토레지스트를 현상액으로 처리하면, 포토레지스트 코팅의 미노광 영역이 제거되고, 코팅 내 네가티브 이미지가 형성되어서 포토레지스트 조성물이 침착되는 밑에 있는 기판 표면의 소정 부분을 노출시킨다. 포지티브형 포토레지스트에서, 현상액은 노광된 부분을 제거한다. 장치의 제조 중에, 기판 상에 이미지를 형성하는 데 네가티브형 포토레지스트를 사용하는 것이 종종 요망된다.
네가티브형 산 민감성 포토레지스트 조성물의 사용은 종래 기술에 공지되어 있다. 그러한 종래 기술 포토레지스트 조성물 대부분은 중합체 결합제 수지와 반응하여 고분자량 중합체를 포함하는 불용성 필름을 형성하는 가교제를 사용한다. 통상적으로, 네가티브 포토레지스트는 유기 용매로부터 주조되고, 수성 염기성 현상액을 사용하여 현상되었다. 그러나, 점증하는 환경적 우려로 인하여, 안전한 용매, 예컨대 물 또는 주로 물로부터 코팅될 수 있는 네가티브 포토레지스트가 매우 요망되고 있다. 그러므로, 네가티브이고 수계인 포토레지스트가 반도체 산업에서 필요하다. 더욱이, 집적 회로의 소형화 추세는 더욱 더 작은 파장에서 흡수하는 포토레지스트의 개발을 초래하였다. 현재, 원자외선(DUV)으로 알려진 260 nm 이하의 광 파장에서 이미지화될 수 있는 포토레지스트가 바람직하다. 따라서, 네가티브이고 수계이며 260 nm에서 민감성인 포토레지스트가 더욱 더 요망된다.
통상적으로, 수계 네가티브 포토레지스트는 중합체, 광활성 화합물 및 가교제를 포함하고, 여기서 모든 고형 성분은 수용성이거나, 또는 물이 주 용매이다. 또한, 260 nm 이하의 파장에서 광활성이어야 하는 포토레지스트의 경우, 중합체 및 가교제는 이미지화 파장에서 필수적으로 비흡수성이어야 하는데, 이는 중합체에 특히 중요하며, 그 이유는 이것이 포토레지스트 필름의 대부분이기 때문이다. 최소량의 방향족 작용기를 가진 중합체는 260 nm 이하에서 이미지화하는 것이 요망되고, 방향족 작용기를 갖지 않은 중합체는 200 nm 이하에서 이미지화하는 것이 특히 요망된다. 필수적으로, 수용성이고, 노광 파장에서 흡광하여 산을 발생하는 광활성 화합물이 요구된다. 수용성이고 효율적인 광화학 변성을 수행하는 술포늄 염의 유도체를 주성분으로 하는 광활성 화합물이 특히 적당하다. 유사하게, 필수적으로 수용성이고, 산의 존재 하에 매우 효율적인 가교제인 가교제가 필요하다.
수성 네가티브 포토레지스트의 예는 문헌(Harvard et al, Macromolecules 1999, 32, 86-94 and Chem. Mater. 1999, 11, 719-725)에 이미 개시되어 있다. 문헌(Harvard et al, Chem. Mater. 1999, 11, 719-725)에는 물 중의 폴리비닐 알콜, (2,4-디히드록시페닐)디메틸 술포늄 트리플레이트 및 헥사메톡시메틸멜라민을 주성분으로 하는 포토레지스트 조성물이 기재되어 있다.
또한, 디메틸다중히드록시페닐술포늄 염은 미국 특허 제5,648,196호에 개시되어 있지만, 상기 특허에 기재되어 있는 중합체는 방향족 작용기를 함유한다. 문헌(Sakamizu et al, ACS Symposium Series, 614, 124-36, 1995)에는 방향족 중합체 및 수용성 술포늄 염을 함유하는 포토레지스트가 평가되어 있다. 문헌(Harvard et al, Macromolecules 1999, 32, 86-94)에는 (4-메톡시페닐)디메틸술포늄 트리플루오로메탄술포네이트를 사용하여 당 작용기를 함유하는 폴리메타크릴레이트를 교차 아세탈화하는 2 성분 수용성 포토레지스트가 기재되어 있다.
미국 특허 제5,858,620호에는 이미지화된 포토레지스트 패턴을 폴리비닐아세탈의 비감광성 수용액, 또는 폴리비닐아세탈과 가교제의 혼합물로 코팅하고, 그 용액을 가열하여 포토레지스트 패턴 위에 가교된 코팅을 형성시키는 방법이 개시되어 있다. 본 발명의 목적은 기판 상의 개방 스페이스의 치수를 감소시키는 것이다.
본 발명은 폴리비닐아세탈 중합체, 수용성 광활성 화합물 및 가교제를 포함하는 신규한 네가티브 수성 포토레지스트 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 신규한 포토레지스트 조성물로부터 네가티브 이미지를 형성하는 방법에 관한 것이다.
발명의 개요
본 발명은 하기 화학식 1을 가진 1 이상의 단위를 포함하는 중합체; 가교제; 및 용매 조성물을 포함하는 중합체를 포함하는 신규한 네가티브 수성 포토레지스트 조성물에 관한 것이다:
Figure 112004012196906-pct00001
상기 식에서,
R1은 수소 또는 (C1-C4)알킬이고, n은 1 내지 4이다.
바람직한 광활성 화합물은 하기 화학식 2를 가진다:
Figure 112004012196906-pct00002
상기 식에서,
R2는 독립적으로 수소, 알킬, -O(알킬), -(알킬)OH, 히드록시페닐 또는 다중히드록시페닐이고, R3 및 R4는 독립적으로 (C1-C4)알킬이며, m은 1 내지 3이고, X-는 음이온이다. 포토레지스트 조성물에 대한 용매는 물 또는 물과 (C1-C4)알킬 알콜이 바람직하다.
또한, 본 발명은 본 발명의 포토레지스트 조성물을 사용하여 네가티브 이미지를 형성하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 포토레지스트 실시예 1에 대한 콘트라스트 곡선을 나타낸다.
도 2는 포토레지스트 실시예 3에 대한 콘트라스트 곡선을 나타낸다.
도 3은 포토레지스트 실시예 4에 대한 콘트라스트 곡선을 나타낸다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 물 또는 주로 물로부터 주조 가능하고, 바람직하게는 260 nm 이하의 파장에서 감광성인 신규한 네가티브형 포토레지스트 조성물에 관한 것이다. 포토레지스트 조성물은 수용성 중합체, 수용성 광활성 화합물 및 수용성 가교제를 포함한다. 또한, 본 발명은 신규한 포토레지스트 조성물로부터 네가티브 이미지를 형성하는 방법에 관한 것이다. 포토레지스트를 이미지화하는 데 사용되는 바람직한 파장은 254 nm, 248 nm, 193 nm 및 157 nm이다. 본 명세서를 통하여, 수용성 재료는 물 또는 주로 물 및 소량의 수혼화성 용매, 예컨대 저급(C1-C4)알킬 알콜을 함유하는 혼합물에만 가용성인 것이다.
본 발명의 수용성 중합체는 광발생 산 및 가교제의 존재 하에 가교될 수 있다. 이 중합체는 하기 화학식 1을 가진 1 이상의 단위를 포함한다:
화학식 1
Figure 112004012196906-pct00003
상기 식에서, R1은 수소 또는 (C1-C4)알킬이고, n은 1 내지 4이다.
일반적으로, 본 발명의 중합체는 폴리비닐아세탈 중합체로서 언급되며, 화학식 1에서, R1은 수소, 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸일 수 있다. 아세탈 단위에 대한 중합체 골격은 1 내지 4 개 원자의 탄소쇄를 포함할 수 있고, n은 1의 값을 갖는 것이 바람직하다. 비닐 아세탈 단위 및 임의의 다른 비방향족 단량체 단위를 함 유하는 공중합체를 사용할 수 있는데, 중합체는 필수적으로 수용성이다. 비방향족 공단량체의 예는 그 중에서도 비닐 알콜, 비닐 아세테이트, 아크릴아미드 및 비닐 피롤리돈이다. 폴리비닐아세탈의 한 가지 제조 방법은 폴리비닐 알콜과 알데히드의 반응이다. 아세탈화의 시점에 따라서, 메틸렌 알콜의 유리 단위가 중합체 내에 가능하다. 비닐 아세탈 단량체 몰 백분율은 10 몰% 내지 100 몰%, 바람직하게는 15 몰% 내지 50 몰% 범위일 수 있다. 중합체의 중량 평균 분자량은 500 내지 15,000 범위일 수 있다.
본 발명의 광활성 화합물은 필수적으로 수용성이고, 450 nm 이하의 파장을 가진 자외광에 노광시 산을 발생하는 것이다. 그러한 광활성 화합물의 예는 수용성 오늄 염 및 디아조늄 염이다. 하기 화학식 2의 수용성 광활성 화합물이 이미지화에 특히 유용하다:
화학식 2
Figure 112004012196906-pct00004
상기 식에서,
R2는 수소, (C1-C4)알킬, -O(알킬), -(알킬)OH, 히드록시페닐 또는 다중히드록시페닐이고, R3 및 R4는 독립적으로 (C1-C4)알킬이며, m은 1 내지 4이고, X-는 음이온, 예컨대 다중플루오로알킬술포네이트이다. 본 명세서에서, 일반적으로 알킬은 1 내지 4 개의 탄소 원자를 함유하는 탄소쇄를 의미하며, 그 예는 메틸, 에틸, 프 로필 및 부틸이다. R이 히드록실인 경우, 광활성 화합물은 실온에서 노광없이 포토레지스트 조성물 내에서 가교를 유발할 수 있고, 따라서 조성물의 저장 안정성을 감소시킬 수 있다. 충분한 저장 안정성을 가져서 일정한 리토그래피 성능을 유지하는 것이 포토레지스트 조성물에 중요하다. 술포늄 염에 대한 바람직한 구체예는 R2가 수소이고, R3 및 R4가 둘 다 메틸이며, X가 트리플루오로메탄술포네이트인 경우이다.
수용성이고, 광발생 산의 존재 하에 중합체를 가교할 수 있는 가교제가 본 발명에 유용하다. 그러한 가교제의 예는 멜라민 수지, 우레아 수지 및 글리콜우릴이다. 구체적으로, 다음 가교제를 사용할 수 있다: 메톡시메틸올 멜라민 수지, 메톡시메틸올 우레아 수지 및 Cymel(등록상표) 수지.
일반적으로, 본 발명의 고체 성분을 물 또는 물과 알콜에 용해시킨다. 용매는 주로 물, 바람직하게는 탈이온수이다. 물과 혼화성인 약간의 저급(C1-C4)알킬 알콜, 예컨대 에탄올 또는 이소프로판올을 물에 가하여 고체 성분을 용해시키는 용매 혼합물을 생성할 수 있다. 통상의 용매 혼합물은 물과 알콜일 수 있는데, 알콜 20 중량% 내지 1 중량% 범위의 비율일 수 있다.
다른 첨가제는 코팅 단일성 및 저장 안정성과 같은 성능 특성을 개선하기 위하여 포토레지스트 조성물에 첨가할 수 있다. 그러한 접착제의 예는 염기, 무찰흔 첨가제, 계면활성제 및 염료이다.
본 발명의 통상의 포토레지스트 조성물은 포토레지스트 조성물의 총 중량을 기준으로 고형물 약 50 중량% 이하를 포함할 수 있다. 고형물은 포토레지스트 조성물의 총 고형분 함량을 기준으로 광산 발생제 1 내지 20 중량%, 페놀계 수지 결합제 40 내지 95 중량% 및 가교제 5 내지 40 중량%를 포함할 수 있다.
제조된 포토레지스트 용액은 침지, 분무, 와륜 및 스핀 코팅을 비롯한, 포토레지스트 분야에 사용되는 임의의 통상의 방법에 의해 기판에 도포할 수 있다. 예를 들면, 스핀 코팅의 경우, 포토레지스트 용액은 사용되는 시피닝 장치의 유형과 스피닝 공정에서 허용되는 시간 하에서 소정 두께의 코팅을 제공하기 위하여 고형분 함량의 백분율에 관하여 조절될 수 있다. 적당한 기판으로는 규소, 알루미늄, 중합체 수지, 유기 필름, 이산화규소, 도핑된 이산화규소, 질화규소, 탄탈륨, 구리, 폴리실리콘, 세라믹, 알루미늄/구리 혼합물; 비화갈륨 및 기타, 예컨대 III/V족 화합물이 있다.
그 다음, 포토레지스트 조성물 용액을 기판에 코팅하고, 기판을 열 처리한다. 이 온도 처리는 포토레지스트 내 잔류 용매의 농도를 감소시키기 위하여 선택되는 한편, 감광성 성분의 실질적인 열 분해를 유발하지 않는다. 일반적으로, 용매의 농도를 최소화하는 것이 요망되고, 실질적으로 모든 용매가 증발되고, 두께가 1 미크론 정도인 포토레지스트 조성물의 박코팅이 기판 상에 남아있을 때까지 이 제1 온도 처리를 수행한다. 열 처리는 용매 제거의 변화 속도가 비교적 사소하게 될 때까지 수행한다. 온도 및 시간 선택은 사용자가 원하는 포토레지스트 특성, 뿐만 아니라 사용되는 장치 및 상업적으로 요망되는 코팅 시간에 따른다. 그 다음, 코팅된 기판은 화학 방사선에 노광시켜서 적당한 마스크, 네가티브, 스텐실 및 주형 등을 사용하여 임의의 소정 패턴으로 생성할 수 있다. 그 다음, 포토레지스트는 후노광 제2 소성 또는 열 처리를 행한 후, 현상시킨다. 소성 온도 및 시간은 포토레지스트 필름 내 가교의 적량을 얻도록 최적화한다. 통상의 온도는 100℃ 내지 200℃ 범위이고, 시간은 30 초 내지 30 분일 수 있다.
노광된 네가티브형 포토레지스트 코팅된 기판을 현상하여, 일반적으로 물 또는 알칼리성 현상액 내 침지 또는 분무 현상에 의하여 미노광된 영역을 제거한다. 용액을, 예를 들면 질소 버스트 진탕에 의해 진탕하는 것이 바람직하다. 기판은 모든, 또는 실질적으로 모든 포토레지스트 코팅이 미노광 영역에서 용해될 때가지 현상액이 남아있도록 한다. 현상액은 물, 물과 (C1-C4)알킬 알콜의 혼합물 또는 물과 계면활성제의 혼합물일 수 있다. 바람직한 혼합물은 물과 이소프로판올이다. 현상액으로는 암모늄 또는 알칼리 금속 수산화물의 수용액을 들 수 있다. 한 가지 바람직한 수산화물은 테트라메틸 암모늄 히드록시드이다. 현상액으로부터 코팅된 웨이퍼의 제거 후, 임의의 현상후 열 처리 또는 소성을 수행하여 코팅의 부착 및 에칭 용액과 기타 물질에 대한 내약품성을 증가시킬 수 있다. 현상 후 열 처리는 코팅의 연화점 이하에서의 코팅 및 기판의 오븐 소성을 포함할 수 있다.
하기 특정 실시예는 본 발명의 조성물을 생성하고 이용하는 방법의 구체적인 예시를 제공하는 것이다. 그러나, 이러한 실시예는 결코 본 발명의 범주를 한정하거나 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 실시를 위해 배타적으로 사용되어야 하는 조건, 매개변수 또는 값을 제공하는 것으로 해석해서는 안된다.
합성예 1
(4-메톡시페닐)디메틸술포늄 트리플루오로메탄술포네이트의 합성
AgCF3SO3 42.2 g 및 1-메톡시-4-(메틸티오)벤젠 25.0 g을 테트라히드로푸란 500 ㎖에 용해시켰다. 교반하면서 CH3I를 적가하였다. 첨가를 종결한 후, 혼합물을 12 시간 동안 교반하고, 형성된 AgI를 여과하였다. 여액이 여전히 탁하면, 용액이 맑아질 때까지 12 시간 이상 동안 방치하거나, 또는 염화나트륨을 가하여 미반응 Ag+를 침전시킨다. 그 다음, 다시 여과한다. 여액은 처리 후 맑아야 한다. 여액을 교반 하에 4 배의 에테르에 적가하였다. 생성물을 여과한 다음, 에테르로 철저하게 세척하였다. 생성물을 CH2Cl2에 재용해시키고, 잔류물을 여과 제거하였다. 그 다음, 생성물을 50℃에서 진공 건조시키고, 1H NMR로 분석하였다. NMR 결과는 다음과 같다: (아세톤-d6): δ8.05(d, 2H), 7.22(d, 2H), 3.91(s, 3H) 및 3.41 ppm(s, 6H).
포토레지스트 실시예 1
수성 네가티브 레지스트 용액은 합성예 1에서 합성된 수용성 광활성 화합물 0.05 g을 R200 용액(클래리언트 코포레이션, 일렉트로닉 머티어리얼 비즈니스 유닛에서 구입함, 미국 뉴저지주 08876 소머빌 소재)에 가함으로써 제조하였다. R200은 물/이소프로판올 94/6 중량% 용액 중의 폴리비닐아세탈과 에틸렌 우레아 수지(가교제)의 혼합물이다.
포토레지스트 실시예 2
0.4956% 테트라부틸 암모늄 히드록시드(TBAH) 수용액 0.081 g을 포토레지스 트 실시예 1 40.124 g에 가하였다.
포토레지스트 실시예 3
0.4956% 테트라부틸 암모늄 히드록시드(TBAH) 0.6045 g을 R200 148.85 g 및 합성예 1에서 합성한 수용성 광활성 화합물 0.15 g에 가하였다.
포토레지스트 실시예 4
0.4956% 테트라부틸 암모늄 히드록시드(TBAH) 0.30 g을 R200 149.925 g 및 합성예 1에서 합성한 수용성 광활성 화합물 0.075 g에 가하였다.
리토그래피 실시예 1
포토레지스트 실시예 1 및 2로부터의 용액을 6" HMDS 상도 처리된 실리콘 웨이퍼 상에 코팅한 다음, 70℃에서 60 초 동안 연성 소성하여 0.48 ㎛ 필름 두께를 얻었다. 코팅된 실리콘 웨이퍼를 248 nm 파장의 광으로 ASML DUV 스테퍼 상에서 노광시켰다. 도즈-투-클리어(dose-to-clear; DTC) 패턴을 5 mJ/㎠에서 시작하여 1 mJ/㎠ 에너지 증분으로 이미지화하였다. 조사 모드를 통상의 NA 0.57 및 외부 시그마 0.75로 설정하였다. 노광 후, 웨이퍼를 130℃에서 70 초 동안 소성하였다.
그 다음, 웨이퍼를 미국 뉴저지주 08876 소머빌에 소재하는 클래리언트 코포레이션에서 구입한 AZ(등록상표) R2 현상액(물과 이소프로필 알콜의 혼합물)에 침지시켰다. 미노광 영역으로부터의 모든 필름은 16.2 초 내에 맑아졌다. 이 단계 후에 60 초 동안 탈이온수로 세정하고, 필름을 건조시켰다. 포토레지스트 코팅은 미노광 영역 상에 남아있지 않으며, 노광된 10 x 10 DTC 패턴은 포토레지스트 실시예 1 및 포토레지스트 실시예 2로 코팅된 웨이퍼 상에서 분명하게 관찰되었고, 예리한 사각형 패턴의 포토레지스트 이미지를 제공하였다.
노광 도즈의 함수로서 포토레지스트 필름 두께는 나노스펙 필름 두께 측정 도구에 의해 측정하였으며, 도 1에 나타낸 콘트라스트 곡선으로서 도시하였다.
리토그래피 실시예 2
포토레지스트 실시예 3 및 4를 실리콘 웨이퍼 상에 코팅하여 0.48 ㎛ +/- 0.1 ㎛ 두께를 제공하였다. 웨이퍼를 ISA 0.60 NA 193 nm 미니 스테퍼 상에서 노광시킨 다음, 콘트라스트 모드로 열판 상에서 130℃에서 70 초 동안 재소성하였다. 웨이퍼를 AZ(등록상표) R2 현상액에 16.5 초 동안 침지하였다. 이 단계 후에 60 초 동안 탈이온수로 세정하고, 건조시켰다. 노광 도즈의 함수로서 포토레지스트 필름 두께는 나노스펙 필름 두께 측정 도구에 의해 측정하였으며, 각각 포토레지스트 실시예 3 및 4에 대하여 도 2 및 3에 콘트라스트 곡선으로서 도시하였다.

Claims (14)

  1. a) 하기 화학식 1을 가진 1 이상의 단위를 포함하는 중합체;
    b) 하기 화학식 2를 가진 수용성 광활성 화합물;
    c) 가교제; 및
    d) 용매
    를 포함하는 네가티브 수성 포토레지스트 조성물:
    화학식 1
    Figure 112008054240861-pct00005
    상기 식에서, R1은 수소 또는 (C1-C4)알킬이고, n은 1 내지 4이다.
    화학식 2
    Figure 112008054240861-pct00010
    상기 식에서,
    R2는 수소, 알킬, -O(알킬), -(알킬)OH, 히드록시페닐 또는 다중히드록시페닐이고,
    R3 및 R4는 독립적으로 (C1-C4)알킬이며,
    m은 1 내지 3이고,
    X-는 음이온이다.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 용매는 물 또는 물과 (C1-C4)알킬 알콜의 혼합물인 네가티브 수성 포토레지스트 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 중합체는 비닐 알콜, 비닐 아세테이트, 아크릴아미드 및 비닐 피롤리돈으로부터 유래하는 추가의 단량체 단위를 함유하는 것인 네가티브 수성 포토레지스트 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 추가의 단량체 단위는 에틸렌성 알콜, 에틸렌성 피롤리돈, 에틸렌성 아세테이트 및 메틸렌 알콜로 구성된 군 중에서 선택되는 것인 네가티브 수성 포토레지스트 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 중합체는 상기 화학식 1의 단위 10 몰% 이상을 함유하는 것인 네가티브 수성 포토레지스트 조성물.
  7. 제1항에 있어서, n은 1이고, R1은 메틸, 에틸, 프로필 및 부틸 중에서 선택되는 것인 네가티브 수성 포토레지스트 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광활성 화합물은 (4-메톡시페닐)디메틸술포늄 트리플루오로메탄술포네이트인 네가티브 수성 포토레지스트 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 가교제는 멜라민 수지, 우레아 수지 및 글리콜우릴 중에서 선택되는 것인 네가티브 수성 포토레지스트 조성물.
  10. 제3항에 있어서, 상기 알콜은 이소프로판올인 네가티브 수성 포토레지스트 조성물.
  11. a) 기판 상에 제1항의 포토레지스트 조성물로부터의 포토레지스트 코팅을 형성하는 단계;
    b) a)에서 얻은 포토레지스트 코팅을 결상 방식으로 노광시키는 단계;
    c) b)에서 얻은 포토레지스트 코팅을 노광 후 소성하는 단계; 및
    d) c)에서 얻은 포토레지스트 코팅을 현상액으로 현상하는 단계
    를 포함하는 네가티브 포토레지스트의 이미지화 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 결상 방식 노광 파장은 260 nm 이하인 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 현상액은 물, 물과 (C1-C4)알킬 알콜의 혼합물, 물과 계면활성제의 혼합물 및 수성 염기 용액 중에서 선택되는 것인 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 알콜은 이소프로판올인 방법.
KR1020047004329A 2001-09-28 2002-09-07 네가티브형 수성 포토레지스트 조성물 KR100880699B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/966,958 2001-09-28
US09/966,958 US6800415B2 (en) 2001-09-28 2001-09-28 Negative-acting aqueous photoresist composition
PCT/EP2002/010026 WO2003029900A1 (en) 2001-09-28 2002-09-07 Negative-acting aqueous photoresist composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040044987A KR20040044987A (ko) 2004-05-31
KR100880699B1 true KR100880699B1 (ko) 2009-02-02

Family

ID=25512113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020047004329A KR100880699B1 (ko) 2001-09-28 2002-09-07 네가티브형 수성 포토레지스트 조성물

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6800415B2 (ko)
EP (1) EP1433028A1 (ko)
JP (1) JP4136934B2 (ko)
KR (1) KR100880699B1 (ko)
CN (1) CN1249525C (ko)
MY (1) MY129900A (ko)
TW (1) TW591335B (ko)
WO (1) WO2003029900A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11592740B2 (en) 2017-05-16 2023-02-28 Applied Materials, Inc. Wire grid polarizer manufacturing methods using frequency doubling interference lithography

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7235348B2 (en) * 2003-05-22 2007-06-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Water soluble negative tone photoresist
US7678527B2 (en) * 2003-10-16 2010-03-16 Intel Corporation Methods and compositions for providing photoresist with improved properties for contacting liquids
US7033735B2 (en) * 2003-11-17 2006-04-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Water soluble negative tone photoresist
US20050148679A1 (en) * 2003-12-29 2005-07-07 Chingfan Chiu Aryl sulfonium salt, polymerizable composition and polymerization method of the same
KR100680426B1 (ko) * 2004-12-30 2007-02-08 주식회사 하이닉스반도체 포토레지스트 패턴 코팅용 수용성 조성물 및 이를 이용한미세패턴 형성 방법
US7238624B2 (en) * 2005-03-01 2007-07-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. System and method for manufacturing semiconductor devices using a vacuum chamber
KR100745901B1 (ko) * 2005-05-19 2007-08-02 주식회사 하이닉스반도체 포토레지스트 패턴 코팅용 조성물 및 이를 이용한 미세패턴형성 방법
KR20080057562A (ko) * 2006-12-20 2008-06-25 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 미세 패턴 형성 방법
EP2138531B1 (en) * 2007-04-11 2014-10-29 Sekisui Chemical Co., Ltd. Method for production of crosslinked polyvinyl acetal resin, and crosslinked polyvinyl acetal resin
JP5236103B1 (ja) * 2012-07-13 2013-07-17 株式会社ジェイ・エム・シー 臓器モデルの製造方法、臓器モデル製造用の型、及び臓器モデル
CN103529648A (zh) * 2013-09-26 2014-01-22 刘超 负型感光材料
US10274847B2 (en) * 2017-09-19 2019-04-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Humidity control in EUV lithography

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07253668A (ja) * 1994-03-15 1995-10-03 Toshiba Corp 水溶性感光性組成物
JPH09127693A (ja) * 1995-11-07 1997-05-16 Kansai Paint Co Ltd 水系感光性着色組成物及びカラーフィルタの製造方法
JP2000010280A (ja) 1998-06-24 2000-01-14 Toyobo Co Ltd 感光性樹脂組成物および感光性樹脂積層体
JP2001019860A (ja) 1999-06-29 2001-01-23 Clariant Internatl Ltd 水溶性樹脂組成物

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3711263A1 (de) 1987-04-03 1988-10-13 Hoechst Ag Lichtempfindliches gemisch, daraus hergestelltes lichtempfindliches kopiermaterial und verfahren zur herstellung von druckformen
US5691101A (en) * 1994-03-15 1997-11-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Photosensitive composition
US5536616A (en) 1994-09-21 1996-07-16 Cornell Research Foundation, Inc. Photoresists containing water soluble sugar crosslinking agents
US5648196A (en) 1995-07-14 1997-07-15 Cornell Research Foundation, Inc. Water-soluble photoinitiators
TW329539B (en) 1996-07-05 1998-04-11 Mitsubishi Electric Corp The semiconductor device and its manufacturing method
US5998092A (en) 1998-05-27 1999-12-07 Clariant International, Ltd. Water soluble negative-working photoresist composition

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07253668A (ja) * 1994-03-15 1995-10-03 Toshiba Corp 水溶性感光性組成物
JPH09127693A (ja) * 1995-11-07 1997-05-16 Kansai Paint Co Ltd 水系感光性着色組成物及びカラーフィルタの製造方法
JP2000010280A (ja) 1998-06-24 2000-01-14 Toyobo Co Ltd 感光性樹脂組成物および感光性樹脂積層体
JP2001019860A (ja) 1999-06-29 2001-01-23 Clariant Internatl Ltd 水溶性樹脂組成物

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11592740B2 (en) 2017-05-16 2023-02-28 Applied Materials, Inc. Wire grid polarizer manufacturing methods using frequency doubling interference lithography

Also Published As

Publication number Publication date
CN1559023A (zh) 2004-12-29
EP1433028A1 (en) 2004-06-30
TW591335B (en) 2004-06-11
JP4136934B2 (ja) 2008-08-20
JP2005504362A (ja) 2005-02-10
KR20040044987A (ko) 2004-05-31
US6800415B2 (en) 2004-10-05
CN1249525C (zh) 2006-04-05
WO2003029900A1 (en) 2003-04-10
MY129900A (en) 2007-05-31
US20030077539A1 (en) 2003-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6277750B1 (en) Composition for bottom reflection preventive film and novel polymeric dye for use in the same
CN106715398B (zh) 于抗蚀剂应用中作为光酸生成剂的磺酸衍生化合物
KR100706565B1 (ko) 193㎚ 석판인쇄술용 하이드록시-아미노 열 경화된 하도제
KR100484046B1 (ko) 포토레지스트 조성물용 반사 방지 코팅
US5981145A (en) Light absorbing polymers
JP3231794B2 (ja) フォトレジスト組成物用の反射防止膜用組成物及びそれの使用法
KR100705373B1 (ko) 원자외선 조사에 대한 포토레지스트 조성물
KR100880699B1 (ko) 네가티브형 수성 포토레지스트 조성물
KR20020071839A (ko) 포토레지스트 조성물용 반사방지 코팅
KR950002873B1 (ko) 감광성 조성물
JP3293940B2 (ja) 感光性組成物及びそれを用いたパターン形成方法
KR20060096597A (ko) 유기 반사방지막 형성용 유기 중합체 및 이를 포함하는 유기 조성물
US5106718A (en) Positive photoresist composition containing alkali-soluble phenolic resin, photosensitive quinonediazide compound and sulfonyl containing compound
JP2008138203A (ja) 有機反射防止膜形成用単量体、重合体及びこれを含む有機組成物
JP3846809B2 (ja) アリールヒドラゾ染料を含有する底部反射防止膜
EP0390173A2 (en) Micropattern-forming material and process for forming micropattern
KR20020071840A (ko) 포토레지스트용 반사 방지 코팅재
WO2004048458A1 (en) Organic bottom anti-reflective composition and patterning method using the same
US5851728A (en) Three-component chemical amplified photoresist composition
KR100384569B1 (ko) 양성적감광성조성물
KR20000048574A (ko) 아릴히드라조 염료를 포함하는 감광성 조성물
KR100764392B1 (ko) 열산발생제를 포함하는 유기 난반사 방지막을 이용한 초미세 패턴의 형성 방법
JPH08227155A (ja) ポリマー
KR20050009509A (ko) 유기 반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법
KR20090067259A (ko) 고리형 무수물기를 포함하는 고분자 중합체, 및 이를포함하는 유기반사방지막 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121227

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131227

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141230

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151230

Year of fee payment: 8