KR101067054B1 - Extreme ultraviolet photoresist film with pentacene and method for forming the same - Google Patents

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Abstract

방향성 다중고리 화합물의 하나인 펜타신으로 구성된 극자외선용 감광막 및 그의 형성 방법을 제공한다. 진공 중에서 펜타신을 고체 시료에 증착시키고, 이에 극자외선을 조사하며, 가열을 통해 노광되지 않은 감광막을 제거한다. 최근 미세화되고 있는 반도체 공정에 이용될 수 있다.Provided are a photosensitive film for extreme ultraviolet rays composed of pentacin, which is one of aromatic polycyclic compounds, and a method of forming the same. Pentacin is deposited on a solid sample in vacuo, irradiated with extreme ultraviolet rays, and heating removes the unexposed photoresist. It can be used in a semiconductor process that has recently been miniaturized.

펜타신(Pentacene), 감광제, 감광막, 극자외선 Pentacene, Photoresist, Photoresist, Extreme UV

Description

펜타신으로 구성된 극자외선용 감광막 및 그의 형성 방법 {EXTREME ULTRAVIOLET PHOTORESIST FILM WITH PENTACENE AND METHOD FOR FORMING THE SAME}Extreme ultraviolet photosensitive film composed of pentacin and method for forming thereof {EXTREME ULTRAVIOLET PHOTORESIST FILM WITH PENTACENE AND METHOD FOR FORMING THE SAME}

본 발명은 감광막 및 그의 형성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방향성 다중고리 화합물의 하나인 펜타신으로 구성된 극자외선용 감광막 및 그의 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photosensitive film and a method for forming the same, and more particularly, to a photosensitive film for extreme ultraviolet rays composed of pentacin, which is one of aromatic polycyclic compounds, and a method for forming the same.

최근 들어 반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라, 반도체를 구성하는 각 부분에 대해서 높은 정밀도가 요구되고 있다. 이처럼, 집적도가 증가함에 따라 고밀도 집적회로(Large Scale Integrated circuit; LSI)와 초고밀도 집적회로(Very Large Scale Integrated circuit; VLSI) 등의 정밀 소자가 주요한 부분을 차지하고 있다.In recent years, as the degree of integration of semiconductor elements increases, high precision is required for each part constituting the semiconductor. As such, as the degree of integration increases, precision devices such as large scale integrated circuits (LSIs) and very large scale integrated circuits (VLSIs) occupy a major portion.

상기의 집적회로는 배선 패턴, 전극 등의 단위 소자를 최소화시킴으로써 구현이 가능하며, 이를 위해서 라인 및 라인 간격을 서브마이크론(submicron) 이하로 형성할 필요가 있다. 이에 따라 집적도 향상을 위한 미세 가공 기술에 대한 요구 또한 엄격해지고 있다. 특히, 감광막을 이용한 사진석판술(photolithography) 기술은 반도체 소자의 미세화 및 고집적화를 주도하는 핵심 기술이며, 감광막 패턴을 형성하는 과정에서 에러 없이 정확한 감광막 패턴을 형성하는 것이 중요하다.The integrated circuit may be implemented by minimizing unit elements such as wiring patterns and electrodes. For this purpose, it is necessary to form a line and a line spacing below submicrons. Accordingly, the demand for micromachining techniques for improving the degree of integration is also increasing. In particular, photolithography using photoresist is a key technology that leads to miniaturization and high integration of semiconductor devices, and it is important to form accurate photoresist patterns without errors in the process of forming the photoresist patterns.

감광막에는 양성(positive) 감광막과 음성(negative) 감광막이 있다. 양성 감광막은 빛이 조사된 영역에서 분해 등의 반응이 일어나 용해성이 크게 증가하여 현상시 제거되는 것을 특징으로 한다. 따라서 빛이 조사된 영역은 제거되어 이미지가 형성되지 않는 영역이 된다. 반면에 음성 감광막은 빛이 조사된 영역에서 가교 등의 반응이 일어나 분자량이 크게 증가하여 현상이 제거되지 않는 것을 특징으로 한다. 따라서 빛이 조사되지 않은 영역이 제거되고, 빛이 조사된 영역에 이미지가 형성된다. The photoresist film includes a positive photoresist film and a negative photoresist film. The positive photoresist is characterized in that the reaction occurs such as decomposition in the area irradiated with light so that the solubility is greatly increased and removed during development. Therefore, the area irradiated with light is removed to become an area where no image is formed. On the other hand, the negative photoresist is characterized in that the phenomenon is not removed because the molecular weight is greatly increased by the reaction such as crosslinking in the light irradiated region. Therefore, the area not irradiated with light is removed, and an image is formed in the area irradiated with light.

반도체 장치의 집적도가 높아질수록 더욱 정교한 감광막 패턴이 요구되며, 회로 집적도를 증가시키는 한 가지 방법은 감광막의 해상도를 증가시키는 것이다. 일반적으로 양성 감광막이 음성 감광막에 비해 높은 해상도를 가질 수 있다고 알려져 있으며, 또한 내식각성이 강하여 고집적도 반도체 공정에 적합하다. 한편, 음성 감광막은 실리콘(Si)에 대한 접착력이 더 강하고, 상대적으로 양성 감광막에 비해 공정 비용이 저렴하다는 장점이 있다.As the degree of integration of semiconductor devices increases, more sophisticated photoresist patterns are required, and one way to increase circuit integration is to increase the resolution of the photoresist. In general, it is known that a positive photoresist film may have a higher resolution than a negative photoresist film, and it is also suitable for high integration semiconductor process due to its strong etching resistance. On the other hand, the negative photosensitive film has an advantage of stronger adhesion to silicon (Si), and relatively low process cost compared to the positive photosensitive film.

효과적으로 감광막으로 이용할 수 있는 물질 및 이를 형성하기 위한 방법이 필요하다.There is a need for a material that can be effectively used as a photosensitive film and a method for forming the same.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 방향성 다중고리 화합물의 하나인 펜타신(Pentacene, C22H14)으로 구성된 극자외선용 감광막 및 그의 형성 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide an extreme ultraviolet photosensitive film composed of pentacene (C 22 H 14 ), which is one of aromatic polycyclic compounds, and a method of forming the same.

일 양태에 있어서, 펜타신을 이용한 극자외선용 감광막 형성 방법을 제공한다. 상기 방법은 진공 중에서 펜타신(Pentacene, C22H14)을 반도체 기판에 증착시키는 단계, 및 상기 펜타신이 증착된 반도체 기판의 일부 또는 전부에 대하여 극자외선을 조사하는 단계, 및상기 펜타신이 증착된 반도체 기판을 진공 중에서 소정의 온도로 가열하여 상기 극자외선이 조사되지 않은 부분의 펜타신을 제거하는 단계를 포함한다.In one aspect, there is provided a method for forming a photoresist film for extreme ultraviolet rays using pentacin. The method comprises depositing pentacene (C 22 H 14 ) on a semiconductor substrate in a vacuum, and irradiating extreme ultraviolet rays to some or all of the semiconductor substrate on which the pentacin is deposited, and wherein the pentacin is deposited Heating the semiconductor substrate to a predetermined temperature in a vacuum to remove pentacene in the portion not irradiated with the extreme ultraviolet rays.

상기 증착 방법은 상기 반도체 기판을 열에 강한 용기에 넣고 가열하는 열증착법일 수 있으며, 또한 상기 열증착법은 상기 열에 강한 용기 주위를 필라멘트로 감은 후 전류를 흘려 간접 가열하는 것일 수 있다. 상기 극자외선은 13.4 nm의 파장을 가질 수 있으며, 상기 소정의 온도는 150~200℃일 수 있다.The deposition method may be a thermal evaporation method in which the semiconductor substrate is placed in a heat resistant container and heated, and the thermal evaporation method may be an indirect heating by flowing a current after winding the filament around the heat resistant container. The extreme ultraviolet ray may have a wavelength of 13.4 nm, the predetermined temperature may be 150 ~ 200 ℃.

다른 양태에 있어서, 펜타신(Pentacene, C22H14)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 감광막용 조성물을 포함한다. 상기 펜타신은 소정의 고체 시료 상의 일부 또는 전부에 증착된 후, 소정의 패턴 형태에 따라 극자외선을 조사하고, 상기 소정의 패턴 형태를 제외한 다른 펜타신을 소정의 온도로 가열하여 제거함으로써 형성될 수 있다.In another embodiment, a composition for a photoresist film, comprising a pentacin (Pentacene, C 22 H 14 ). The pentacin may be formed by depositing on part or all of a predetermined solid sample, irradiating extreme ultraviolet rays according to a predetermined pattern shape, and heating and removing other pentacins other than the predetermined pattern shape to a predetermined temperature. .

다른 양태에 있어서, 기판, 및 상기 기판 상에 소정의 패턴 형태로 형성된 펜타신을 포함하는 반도체 기판을 포함한다. 상기 펜타신은 상기 기판 상의 일부 또는 전부에 증착된 후, 상기 소정의 패턴 형태에 따라 극자외선을 조사하고, 상기 소정의 패턴 형태를 제외한 다른 펜타신을 소정의 온도로 가열하여 제거함으로써 형성될 수 있다.In another aspect, there is provided a semiconductor substrate comprising a substrate, and pentacin formed in the form of a predetermined pattern on the substrate. The pentacin may be formed by depositing a portion or all on the substrate, irradiating extreme ultraviolet rays according to the predetermined pattern shape, and heating and removing other pentacins other than the predetermined pattern form at a predetermined temperature.

수 nm 이하의 두께를 가진 극자외선용 감광막을 형성함으로써 30 nm 이하의 선폭을 가진 반도체 공정에 이용될 수 있다. 또한, 현상 과정에서 현상액에 의한 오염을 방지할 수 있다.By forming a photosensitive film for extreme ultraviolet rays having a thickness of several nm or less, it can be used in a semiconductor process having a line width of 30 nm or less. In addition, it is possible to prevent contamination by the developer during the development process.

반도체 웨이퍼(semiconductor wafer) 상에 집적회로를 형성하는 데 있어서, 일반적으로 감광막(photoresist film)을 이용한 사진석판술(photolithgraphy) 공정이 활용된다. 감광막은 하부층을 식각할 때 내식각성을 가지고 빛에 반응하는 감광성을 가진 재료를 말한다. 사진석판술 공정은 레티클(reticle)을 포함하여 이루어지는 마스크(mask) 상에 형성된 패턴을 기판으로 전사하는 사진 기술이다.In forming an integrated circuit on a semiconductor wafer, a photolithgraphy process using a photoresist film is generally used. The photoresist film refers to a material having photoresist that reacts to light with etching resistance when etching the lower layer. Photolithography is a photographic technique for transferring a pattern formed on a mask including a reticle to a substrate.

도 1은 일반적인 사진석판술 공정을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing a general photolithography process.

S100에서는 감광제(photoresist)를 식각 대상층에 도포한다. 이를 도포 과정이라 한다. S110에서는 도포된 감광제의 일정 부분에 대하여 빛을 조사한다. 이를 노광 과정이라 한다. S120에서는 노광되지 않은 감광제 부분을 제거한다. 이를 현상(develop) 과정이라 한다. 일반적으로 현상 과정에서는 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드(TetraMethyl Ammonium Hydroxide; TMAH)를 주성분으로 하는 알칼리 수용액을 현상액으로 사용하는 습식 방법을 주로 이용한다. S140에서는 상기의 과정을 통하여 최종적으로 얻어진 감광막 패턴을 이용해서 피식각층을 식각함으로써 원하는 패턴을 형성한다. 이를 식각 과정이라 한다.In S100 a photoresist is applied to the etching target layer. This is called the application process. In S110 irradiates light to a predetermined portion of the applied photosensitive agent. This is called an exposure process. In S120, the unexposed photoresist portion is removed. This is called a development process. In general, the developing process mainly uses a wet method using an aqueous alkali solution containing TetraMethyl Ammonium Hydroxide (TMAH) as a developer. In S140, a desired pattern is formed by etching the etched layer using the photoresist pattern finally obtained through the above process. This is called the etching process.

도 2는 방향성 다중고리 화합물의 하나인 펜타신(C22H14)의 구조식을 나타낸것이다. 펜타신은 5개의 벤젠고리(benzene-ring)가 일렬로 연결된 형태를 가지며, 보라색을 띈다. 펜타신은 향후 유기 반도체(organic semiconductor) 분야에서 많이 사용될 것으로 기대되는 물질 중 하나이다.Figure 2 shows the structural formula of pentacin (C 22 H 14 ) which is one of the aromatic polycyclic compound. Pentacin has a form in which five benzene rings are connected in a line and are violet. Pentacin is one of the materials that are expected to be widely used in the field of organic semiconductor in the future.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 감광막 형성 방법에 대해서 기술한다.Hereinafter, a photosensitive film forming method according to an embodiment of the present invention will be described.

도 3은 본 발명이 제안하는 극자외선용 감광막 형성 방법을 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram showing a method for forming a photosensitive film for extreme ultraviolet rays proposed by the present invention.

단계 S200은 도포 과정으로, 열증착법(thermal deposition)을 이용하여 진공 중에서 펜타신을 고체 시료에 증착시킨다. 상기 고체 시료는 주로 자연 산화막이 존재하는 규소(bare silicon wafer)를 대상으로 하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 열증착법은 증착시키려는 물질을 가열하여 기화시켜 증착시키는 방법을 말한다. 구체적으로 펜타신을 도가니(crucible)와 같은 열에 강한 용기에 담은 후, 그 주위를 필라멘트로 감아 전류를 흘려 간접 가열하면 용기 안의 펜타신이 기 화(vaporization)된다. 기화된 펜타신 증기를 고체 시료의 표면에 노출시키면 펜타신이 고체 시료에 증착된다.Step S200 is an application process and deposits pentacin to a solid sample in vacuum using thermal deposition. The solid sample mainly targets a silicon (bare silicon wafer) in which a natural oxide film is present, but is not limited thereto. Thermal evaporation refers to a method of depositing by vaporizing a material to be deposited. Specifically, pentacin is contained in a heat-resistant container such as a crucible, and then wound around with a filament to flow a current to indirectly heat the pentacin in the container (vaporization). Exposing the vaporized pentacin vapor to the surface of the solid sample deposits pentacin on the solid sample.

단계 S210은 노광 과정으로, 펜타신이 증착된 고체 시료에 극자외선을 조사한다. 극자외선은 일반적으로 1~100 nm의 파장을 가지는 영역의 빛을 말한다. 고체 시료의 표면과 이 표면에 증착된 펜타신은 화학적 공유결합을 일으켜 강하게 결합한다. 또한 증착된 펜타신은 서로 간에 결합을 형성하지 않는다. 펜타신이 증착된 고체 시료에 극자외선을 조사하면 펜타신 분자 사이에 분자간 교차결합(cross linking)에 의한 유사 고분자화(quasi-polymerization)가 일어나 펜타신 분자간 강한 결합을 이루는 고분자를 형성하며, 시료의 표면과도 강하게 결합하게 된다.Step S210 is an exposure process, and irradiates extreme ultraviolet rays to the solid sample on which pentacin is deposited. Extreme ultraviolet rays generally refer to light in a region having a wavelength of 1 to 100 nm. The surface of the solid sample and the pentacin deposited on the surface form a strong chemical covalent bond. In addition, the deposited pentacin does not form a bond with each other. Irradiation of pentacin-deposited solid samples with extreme ultraviolet light causes quasi-polymerization by intermolecular cross linking between the pentacin molecules to form polymers that form strong bonds between pentacin molecules. It is also strongly bonded to the surface.

단계 S230은 현상 과정으로, 펜타신이 증착된 고체 시료를 가열하여 극자외선이 조사되지 않은 부분의 펜타신을 제거한다. 단계 S240은 식각 과정이다. 극자외선이 조사되지 않은 부분의 펜타신은 고체 시료의 표면에 물리 흡착되어 있다. 물리 흡착이란 표면에 흡착된 분자가 표면과 화학적 결합이 아닌 물리적 힘(예를 들어 분산력 등)에 의해 흡착되어 있는 것을 말한다. 반면에 극자외선이 조사된 부분의 펜타신은 고체 시료의 표면에 화학 흡착되어 있다.Step S230 is a development process, and heats the solid sample on which pentacin is deposited to remove pentacin in the portion not irradiated with extreme ultraviolet rays. Step S240 is an etching process. Pentacin in the part not irradiated with extreme ultraviolet rays is physically adsorbed on the surface of the solid sample. Physical adsorption means that molecules adsorbed on a surface are adsorbed by physical force (for example, dispersing force, etc.) rather than chemical bonding with the surface. On the other hand, pentacin in the part irradiated with extreme ultraviolet rays is chemisorbed on the surface of the solid sample.

도 4는 극자외선을 조사한 부분과 조사하지 않은 부분에 대해서, 현상과정에서의 가열 후의 차이를 그림으로 나타낸 것이다. 펜타신이 증착된 고체 시료를 150~200℃의 열로 가열하면 극자외선이 조사되지 않은 부분의 펜타신은 초기 흡착층의 극소량을 제외하고 모두 표면에서 열탈착되어 제거된다. 열탈착이란 표면과 흡착된 분자 간의 결합이 열에너지에 의해서 끊어져서 흡착된 분자가 탈착하는 것 을 말한다. 반면에 극자외선이 조사된 부분의 펜타신은 분자간 교차결합에 의해 강하게 결합되어 있으므로 탈착되지 않는다.Figure 4 shows the difference after heating in the developing process for the portion irradiated with the extreme ultraviolet rays and the portion not irradiated. When the pentacin-deposited solid sample is heated with heat of 150-200 ° C., all of the pentacin in the portion not exposed to extreme ultraviolet rays is thermally desorbed from the surface except for a very small amount of the initial adsorption layer. Thermal desorption means that the adsorbed molecules desorb because the bond between the surface and the adsorbed molecules is broken by thermal energy. On the other hand, pentacin in the part irradiated with extreme ultraviolet rays is not detached because it is strongly bound by intermolecular crosslinking.

도 5는 극자외선을 조사한 부분과 조사하지 않은 부분에 대해서, 현상 과정에서의 가열 후의 차이를 스펙트럼으로 나타낸 것이다. 도 4에서 빨간 선은 극자외선을 조사한 부분의 스펙트럼을 나타낸 것이고, 검은 선은 극자외선을 조사하지 않은 부분의 스펙트럼을 나타낸다. 도 4의 a)는 C 1s, b)는 Si 2p 내각 준위 광전자 스펙트럼을 나타낸다. a)와 b)를 참조하면, 극자외선을 조사하지 않은 부분의 펜타신은 거의 탈착되어 탄소는 거의 검출되지 않고 상대적으로 표면의 규소가 잘 검출되지만, 극자외선을 조사한 부분에서는 펜타신이 탈착되지 않아 상대적으로 탄소가 많이 검출되고 규소가 적게 검출된다. 도 4의 c)에서는 극자외선이 조사된 부분과 조사되지 않은 부분이 서로 다른 가전자 대의 스펙트럼을 가지는 것을 볼 수 있다.Fig. 5 shows spectra of differences after heating in the developing process for portions irradiated with extreme ultraviolet rays and portions not irradiated. In FIG. 4, the red line represents the spectrum of the portion irradiated with extreme ultraviolet rays, and the black line represents the spectrum of the portion not irradiated with extreme ultraviolet rays. 4, a) shows C 1s and b) shows a Si 2p cabinet level photoelectron spectrum. Referring to a) and b), the pentacin in the portion not irradiated with extreme ultraviolet rays is almost desorbed and carbon is hardly detected and the surface silicon is relatively well detected, but in the portion irradiated with extreme ultraviolet rays, pentacin is not detached and is relatively As a result, more carbon is detected and less silicon is detected. In c) of FIG. 4, it can be seen that the portion irradiated with the extreme ultraviolet rays and the portion not irradiated have different spectrums of the valence bands.

한편, 도 6은 펜타신을 증착한 고체 시료의 표면에 극자외선을 조사한 후, 현상 과정을 거치지 않은 부분과 거친 부분의 차이를 나타낸 것이다. 극자외선을 집속하여 펜타신이 증착된 표면에 임의의 글자를 쓰고 극자외선이 조사된 부분과 조사되지 않은 부분의 스펙트럼을 얻는다. 이때 표면을 탄소 1s 내각 준위 스펙트럼의 피크(peak)에 대한 주사 광전자 현미경(Scanning Photoemission Spectroscope, SPEM)으로 관찰하였다. 집속된 극자외선으로 조사한 부분(글자 부분)은 가열 후에도 펜타신이 남아 선명한 글씨를 보이는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, Figure 6 shows the difference between the rough portion and the portion not subjected to the development process after irradiating extreme ultraviolet rays on the surface of the solid sample on which pentacin is deposited. Extreme ultraviolet light is focused to write arbitrary letters on the surface where pentacin is deposited, and to obtain a spectrum of portions irradiated and non-irradiated with extreme ultraviolet rays. The surface was observed with a scanning photoelectron microscope (SPEM) for the peak of the carbon 1s cabinet level spectrum. The part irradiated with the concentrated ultraviolet rays (letter part) can be seen that the pentacin remains clear even after heating.

도 7은 실제로 증착된 펜타신에 극자외선을 조사하고 가열한 후의 모습을 주사 전자 현미경으로 관찰한 것이다. 마스크로 사용된 것은 사각형의 격자 모양의 금 메쉬이다. 도 5를 참조하면, 금 메쉬가 극자외선을 가려서 가열 후 펜타신이 탈착되어 드러난 부분은 흰선으로 나타나며, 극자외선이 조사되어 가열 후에도 펜타신이 남은 부분은 검은 사각형으로 나타난다.FIG. 7 shows the state of the pentacin deposited after being irradiated with extreme ultraviolet rays and heated with a scanning electron microscope. Used as a mask is a rectangular grid of gold meshes. Referring to FIG. 5, the portion of the gold mesh that is masked by the extreme ultraviolet rays and the pentacin is detached after heating appears as white lines, and the portion of the pentacin remaining after the heating due to the irradiation with extreme ultraviolet rays appears as a black square.

도 8은 극자외선의 조사 시간을 달리하면서 측정한 가전자대 스펙트럼을 나타낸 것이다. 도 8을 참조하면, 극자외선을 오래 조사할수록 고체 시료의 표면과 펜타신이 더욱 강하게 결합하여 가열 이후에 더욱 많은 양이 남음을 알 수 있다. 또한, 극자외선을 오래 조사할수록 스펙트럼의 피크(peak)값이 낮은 에너지 쪽으로 변화함을 알 수 있다. 이는 극자외선에 의해 펜타신이 미세하게 변형을 일으킴을 의미한다.Figure 8 shows the valence band spectrum measured while varying the irradiation time of extreme ultraviolet rays. Referring to FIG. 8, it can be seen that the longer the ultraviolet ray is irradiated, the more strongly the pentacin is bonded to the surface of the solid sample, and thus a larger amount remains after heating. In addition, it can be seen that the longer the ultraviolet rays are irradiated, the more the peak value of the spectrum changes toward the lower energy. This means that pentacin is slightly modified by extreme ultraviolet rays.

본 발명이 제안하는 극자외선용 감광막 형성 방법은 일반적인 자외선과 고분자를 이용한 석판술을 이용한 감광막 형성 방법에 비해서 장점을 가진다.The method of forming a photoresist film for extreme ultraviolet rays proposed by the present invention has an advantage over the photoresist formation method using lithography using a general ultraviolet ray and a polymer.

첫 번째로, 진공 중에서 감광막을 입히기 때문에 보다 깨끗한 감광막을 입힐 수 있다.First, a cleaner photoresist film can be applied because the photoresist film is coated in a vacuum.

두 번째로, 단분자인 펜타신이 감광제로 이용되기 때문에 고분자를 이용한 감광제와는 달리 수 nm 이하의 두께로 감광막을 표면에 증착시킬 수 있다. 따라서 점점 미세화되고 있는 최근의 반도체 기술 등에 적용하기에 적합하다.Second, since pentacin, which is a single molecule, is used as a photosensitizer, a photoresist film may be deposited on a surface having a thickness of several nm or less unlike a photoresist using a polymer. Therefore, it is suitable to apply to the recent semiconductor technology etc. which are becoming more miniaturized.

세 번째로, 극자외선이 조사되지 않은 부분의 펜타신을 제거하는 과정에서 오염을 방지할 수 있다. 종래의 기술은 고체 시료를 현상액(developing solution)에 담가 감광제를 제거하는 과정을 거침으로써 고체 시료가 현상액에 의해 오염될 수 있다. 본 발명이 개시하는 감광막 형성 방법에 의하면, 감광제가 필요하지 않은 부분의 펜타신은 진공 중에서 가열되어 제거됨으로써, 현상액에 의한 오염을 방지할 수 있다.Third, contamination can be prevented in the process of removing pentacin in areas that are not exposed to extreme ultraviolet rays. The conventional technique is that the solid sample may be contaminated by the developer by immersing the solid sample in a developing solution to remove the photosensitizer. According to the photosensitive film formation method of this invention, pentacin of the part which does not need a photosensitive agent is heated and removed in vacuum, and can prevent the contamination by a developing solution.

도 9는 본 발명이 제안하는 극자외선용 감광막 형성 방법에 의해 형성된 감광막과, 이와 같은 패턴으로 식각된 구리 배선을 포함하는 반도체 기판의 일 실시예를 나타낸다. 반도체 기판(11) 위에 형성된 구리 배선(12)은 본 발명이 제안하는 극자외선용 감광막 형성 방법에 의하여 감광막(13)이 형성된 이후 식각되어 감광막과 같은 패턴으로 형성된다. 감광막은 구리 배선의 식각 이후에 제거된다.FIG. 9 shows an embodiment of a semiconductor substrate including a photosensitive film formed by the method for forming a photosensitive film for extreme ultraviolet rays proposed by the present invention, and a copper wiring etched in such a pattern. The copper wiring 12 formed on the semiconductor substrate 11 is etched after the photoresist layer 13 is formed by the method for forming a photoresist film for extreme ultraviolet rays proposed by the present invention, and is formed in the same pattern as the photoresist layer. The photoresist film is removed after the etching of the copper wiring.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. You will understand. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention will include all embodiments within the scope of the following claims.

도 1은 일반적인 사진석판술 공정을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing a general photolithography process.

도 2는 방향성 다중고리 화합물의 하나인 펜타신(C22H14)의 구조식을 나타낸것이다.Figure 2 shows the structural formula of pentacin (C 22 H 14 ) which is one of the aromatic polycyclic compound.

도 3은 본 발명이 제안하는 감광막 제조 방법을 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram showing a method for manufacturing a photosensitive film according to the present invention.

도 4는 극자외선을 조사한 부분과 조사하지 않은 부분에 대해서, 현상 과정에서의 가열 후의 차이를 그림으로 나타낸 것이다.Fig. 4 is a graphical illustration of the difference after heating in the developing process for the portion irradiated with the extreme ultraviolet ray and the portion not irradiated with it.

도 5는 극자외선을 조사한 부분과 조사하지 않은 부분에 대해서, 현상 과정에서의 가열 후의 차이를 스펙트럼으로 나타낸 것이다.Fig. 5 shows spectra of differences after heating in the developing process with respect to portions irradiated with extreme ultraviolet rays and portions not irradiated.

도 6은 펜타신을 증착한 고체 시료의 표면에 극자외선을 조사한 후, 현상 과정을 거치지 않은 부분과 거친 부분의 차이를 나타낸 것이다.Figure 6 shows the difference between the rough portion and the portion not subjected to the development process after irradiating the extreme ultraviolet rays on the surface of the solid sample on which pentacin is deposited.

도 7은 실제로 증착된 펜타신에 극자외선을 조사하고 가열한 후의 모습을 주사 전자 현미경으로 관찰한 것이다.FIG. 7 shows the state of the pentacin deposited after being irradiated with extreme ultraviolet rays and heated with a scanning electron microscope.

도 8은 극자외선의 조사 시간을 달리하면서 측정한 가전자대 스펙트럼을 나타낸 것이다.Figure 8 shows the valence band spectrum measured while varying the irradiation time of extreme ultraviolet rays.

도 9는 본 발명이 제안하는 감광막 형성 방법에 의해 형성된 감광막과, 이와 같은 패턴으로 식각된 구리 배선을 포함하는 반도체 기판의 일 실시예를 나타낸다.9 illustrates an embodiment of a semiconductor substrate including a photosensitive film formed by the photosensitive film forming method proposed by the present invention and a copper wiring etched in such a pattern.

Claims (9)

진공 중에서 단분자의 펜타신을 반도체 기판에 증착시키는 단계;Depositing a single molecule of pentacin on a semiconductor substrate in a vacuum; 상기 펜타신이 증착된 반도체 기판의 일부 또는 전부에 대하여 극자외선을 조사하는 단계;Irradiating extreme ultraviolet rays to a part or all of the semiconductor substrate on which the pentacin is deposited; 상기 펜타신이 증착된 반도체 기판을 진공 중에서 소정의 온도로 가열하여 상기 극자외선이 조사되지 않은 부분의 펜타신을 제거하는 단계; 및Heating the pentacin-deposited semiconductor substrate to a predetermined temperature in a vacuum to remove pentacin in the portion not irradiated with the extreme ultraviolet rays; And 상기의 단계를 거쳐 형성된 감광막 패턴을 기반으로 상기 반도체 기판을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광막 형성 방법.And etching the semiconductor substrate based on the photoresist pattern formed through the above steps. 제 1 항에 대하여,About claim 1 상기 증착 방법은 상기 반도체 기판을 열에 강한 용기에 넣고 가열하는 열증착법을 이용하는 것을 특징으로 하는 감광막 형성 방법.The deposition method is a method of forming a photosensitive film, characterized in that for using the thermal evaporation method of placing the semiconductor substrate in a heat resistant container. 제 2 항에 대하여,About the claim 2 상기 열증착법은 상기 열에 강한 용기 주위를 필라멘트로 감은 후 전류를 흘려 간접 가열하는 것을 특징으로 하는 감광막 형성 방법.The thermal evaporation method is a method for forming a photoresist film, characterized in that the filament is wound around the vessel resistant to heat and indirectly heated by flowing a current. 제 1 항에 대하여,About claim 1 상기 극자외선은 13.4 nm의 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 감광막 형성 방법.The extreme ultraviolet ray has a wavelength of 13.4 nm. 제 1 항에 대하여,About claim 1 상기 소정의 온도는 150~200℃인 것을 특징으로 하는 감광막 형성 방법.Said predetermined temperature is 150-200 degreeC, The photosensitive film formation method characterized by the above-mentioned. 단분자의 펜타신(Pentacene, C22H14)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 감광막용 조성물.A composition for a photosensitive film, comprising a single molecule of pentacin (Pentacene, C 22 H 14 ). 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 펜타신은 소정의 고체 시료 상의 일부 또는 전부에 증착된 후, 소정의 패턴 형태에 따라 극자외선을 조사하고, 상기 소정의 패턴 형태를 제외한 다른 펜타신을 소정의 온도로 가열하여 제거함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 감광막용 조성물.The pentacin is formed by depositing a part or all on a predetermined solid sample, irradiating extreme ultraviolet rays according to a predetermined pattern shape, and heating and removing other pentacins other than the predetermined pattern shape to a predetermined temperature. Photosensitive film composition. 기판; 및Board; And 상기 기판 상에 소정의 패턴 형태로 형성된 단분자의 펜타신을 포함하는 반도체 기판.A semiconductor substrate comprising a single molecule pentacin formed in a predetermined pattern on the substrate. 제 8 항에 대하여,About claim 8 상기 펜타신은 상기 기판 상의 일부 또는 전부에 증착된 후, 상기 소정의 패턴 형태에 따라 극자외선을 조사하고, 상기 소정의 패턴 형태를 제외한 다른 펜타 신을 소정의 온도로 가열하여 제거함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 기판.The pentacin is formed by depositing part or all on the substrate, irradiating extreme ultraviolet rays according to the predetermined pattern shape, and heating and removing pentacin other than the predetermined pattern shape by heating to a predetermined temperature. Semiconductor substrate.
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