KR101189397B1 - 비아-퍼스트 듀얼 다마신 적용예에서 사용되는 현상제에 용해성인 물질 및 상기 물질 사용 방법 - Google Patents

비아-퍼스트 듀얼 다마신 적용예에서 사용되는 현상제에 용해성인 물질 및 상기 물질 사용 방법 Download PDF

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Abstract

폴리아믹 애시드 또는 폴리에스테르 플랫폼에 기반하는 습식 리레스(현상) 갭-충진 및 하부 반사-방지 코팅이 제공된다. 열에너지가 공급될 경우, 상기 폴리아믹 애시드 플랫폼은 이미드화하여 폴리이미드가 형성된다. 상기 갭-충진과 하부 반사-방지 코팅은 표준 수성 현상제에서 용해될 수 있으며, 듀얼 다마신 패턴화 공정에서 반도체 기판에 비아 홀과 트렌치 패턴화하는 데에 유용하다다. 한 구체예에서, 폴리아믹 애시드로 구성된 조성물은 구리 듀얼 다마신 공정에서 반사 방지 기능이 없는 갭-충진(비아-충진) 물질로 사용되어 상이한 비아 배열을 가로지르는 등-밀집 충진(iso-dense fill) 바이어스를 개선할 수 있다. 다른 구체예에서, 동일한 조성물이 반사-방지 목적으로 사용될 수 있으며, 이때, 기판 위의 비아 홀을 평탄화하기 위해 충진 물질로서 기능함과 동시에, 포토레지스트가 리세스된 표면 위에 직접 코팅될 수 있다. 본 명세서에 기술한 조성물은 370㎚ 미만의 노출 파장에서 사용하기에 특히 적합하다.

Description

비아-퍼스트 듀얼 다마신 적용예에서 사용되는 현상제에 용해성인 물질 및 상기 물질 사용 방법 {DEVELOPER-SOLUBLE MATERIALS AND METHODS OF USING THE SAME IN VIA-FIRST DUAL DAMASCENE APPLICATIONS}
본 발명은 갭-충진(gap-fill) 또는 반사-방지(anti-reflective) 조성물의 베이킹 단계 후, 포토레지스트 층의 도포 단계 전에 현상제 용액 접촉 단계를 사용하는 신규한 듀얼 다마신 방법에 관한 것이다. 상기 방법의 결과로 낮은 바이어스(bias), 심지어 매우 토포그래피성인(topographic) 표면을 갖는 경화된 층이 생성된다.
집적 회로 장치가 더 작아짐에 따라, 더 작은 크기의 다층 인터커넥트(multi-level interconnect) 및 개선된 피처 무결성(feature integrity)의 필요성이 증가한다. 다마신 집적 설계(damascene integration scheme)는 집적 회로 장치를 계속 축소시키는 설계 원칙에 따라 기판 위의 칩 밀도를 증가시키는 한 방법이다. 상기 다마신 공정에 의해, 인터커넥션을 제공하는 금속 층을 식각할 필요가 없어졌으며, 더 밀집한 간격을 가지는 인터커넥트를 허용하고, 갭-충진용 유전 물질의 필요성도 없어진다.
다마신 공정에는 일반적으로 두 가지 종류가 있다. 싱글 다마신과 듀얼 다마신이 그것이다. 싱글 다마신 공정에서는 아래 놓인 전도층(conducting layer)에 연결하도록 유전층(dielectic layer)을 통과하는 전도성 플러그를 형성하여 인터커넥션을 제작한다. 그후 다른 유전층이 형성되며, 실제 인터커넥트 금속배선(wiring metallization)이 이러한 두 번째 유전층에서 패턴화된다. 듀얼 다마신 공정은 싱글 다마신 공정보다 더 작은 크기의 다층 인터커넥트를 구축한다. 비아(via)와 트렌치(trench) 패턴이 단일 유전층에 패턴화된 다음, 한 단계에서 금속과 같은 전도성 물질로 충진된다. 듀얼 다마신 공정은 더 적은 단계를 포함하여, 더 작고 더 복잡한 집적 회로 장치를 생성하여, 제조 복잡도와 단가를 낮춘다.
듀얼 다마신 공정의 이러한 이점에도 불구하고, 피처 토포그래피(topography)와 더 복잡한 층의 스택 때문에 패턴화(paterning)와 식각 공정이 더욱 어렵다. 이러한 문제점들을 개선하기 위해 몇몇 기법들이 개발되어왔다. 상기 기법에는 자체정렬형(self-aligned) 듀얼 다마신, 트렌치-퍼스트(trench-first) 듀얼 다마신 공정 및 비아-퍼스트(via-first) 듀얼 다마신 공정 기법들이 있다. 자체정렬형 듀얼 다마신의 적용은 제한된다. 왜냐하면, 반사 방지층의 기능을 할 두꺼운 중간 층, 거의 완전한 트렌치와 비아의 정렬, 그리고 유전층과 식각-정지층(etch-stop layer) 간에 매우 높은 식각 선택비(etch selectivity)가 요구되기 때문이다. 트렌치-퍼스트 듀얼 다마신 공정에는 트렌치를 먼저 마스킹하고 식각한 후 새로 식각된 트렌치를 사용하여 비아 패턴을 정렬하는 단계가 포함된다. 성공적으로 트렌치-퍼스트 듀얼 다마신 공정을 마치려면 매우 균일한 트렌치가 형성되어야 하고, 비아의 임계 크기 제어가 유지되어야 하며, 이 때 유전층과 식각-정지층 간에 높은 식각 선택비가 요구된다. 또한 식각-정지층의 사용이 유전 물질의 유전상수를 증가시킬 수 있으며, 이것은 장치 불량을 초래할 수 있다.
비아-퍼스트 듀얼 다마신은 다소 더 간단한 기법이다. 왜냐하면, 비아는 층들의 스택 가장 위에서 형성되기 때문이다. 비아는 식각되고, 뒤따르는 리소그래피 공정에 의해 트렌치 패턴이 형성된다. 비아-퍼스트 듀얼 다마신은 트렌치 식각 단계 중에 비아의 바닥을 보호할 수 있고, 표면을 평탄화하여 트렌치 패터닝을 더 용이하게 할 수 있는 충진 조성물을 필요로 한다. 비아-퍼스트 듀얼 다마신 공정에서는 보통 두 가지 기법이 사용된다. 부분 충진과 전체 충진이 그것이다. 부분 충진 공정에서, 갭-충진 물질은 단지 비아 홀의 바닥하고, 일괄적인 커버리지 및 깊이 제어를 필요로 한다. 전체 충진 공정에서, 비아는 완전하게 충진되며, 그 층은 평탄화된다(planarized). 식각 공정이 가장 위층에서 수행된다. 포토레지스트 패터닝 단계 동안, 포토레지스트 패턴의 왜곡을 방지하기 위한 반사 방지 코팅을 사용함으로써 아래에 위치한 물질으로부터의 반사를 제어할 필요가 있다. 갭-충진 물질에서 적합한 흡광 성질이 결여되어 있을 경우, 보통 트렌치 패터닝에서는 스택에 하드마스크 층으로서 반사 방지 코팅을 삽입하는 과정이나 포토레지스트를 도포하기 전에 반사 방지 층을 갭-충진 물질에 코팅하는 과정이 필요하다. 이러한 추가적인 층들은 공정을 복잡하게 하며 제작 단가를 증가시킨다.
도 1에서는 전형적인 비아-퍼스트 듀얼 다마신 공정이 도해된다. 전도층(conductive layer)(14)을 포함하는 기판(12)에 유전층(10)이 증착된다. 흡광 특성이 없는 갭-충진 물질(16)이 비아(17)에 대부분 충진된다. 하드마스크 층(18)과 하부(bottom) 반사 방지 코팅(20)이 패턴화된 포토레지스트(22)에 대한 반사 제어를 위해 도포되어 트렌치가 유전층(10)에 식각될 수 있다.
우수한 흡광 특성과 평탄화 특성을 가진 갭-충진 물질을 사용하여 상기 공정을 간단하게 만들 수 있으나 종래의 유기 하부 반사 방지 코팅은 이러한 특성을 나타내지 않는다. 하부 반사 방지 코팅의 코팅 특성은 피처의 밀도와 크기에 따라 변화한다. 피처 밀도의 차이는 등밀도(iso-density) 바이어스를 초래하며, 이때 하부 반사 방지 코팅의 깊이는 밀집 소자 피처(dense device feature)에서보다 이격 소자 피처(isolated device feature)에서 더 깊다. 매우 두꺼운 하부 반사 방지 코팅을 사용함에 따라 이러한 문제들이 해결된다. 그러나 포토레지스트 층이 도포 및 패턴화될 수 있기 전에, 층을 평탄화하고 층 두께를 더 유용한 수준으로 감소시키기 위하여 성가신 블랭킷 식각(blanket-etch) 단계를 필요로 한다. 이는 부가적인 제조 단계를 필요로 하며, 제조 중에 웨이퍼가 식각 베이와 리소그래피 베이 간에서 이동될 필요가 있을 수도 있다. 두꺼운 코팅에는 또한 포토레지스트와 하부 반사 방지 코팅 간의 높은 식각 선택비가 요구되며, 식각 화학 또는 포토레지스트 및 하부 반사 방지 코팅 화학으로 인해 높은 식각 선택비가 가능하지 않을 수 있다. 도 2는 전도층(30)을 포함하는 기판(28) 위에 형성된, 비아 개구(opening)(26)을 포함하는 유전층(24)을 나타내며, 이때 전도층은 통상적인 갭-충진 물질인 하부 반사 방지 코팅(32)으로 코팅되어 있다. 도 2는 밀집 지역의 비균등 충진(34)과 하부 반사 방지 코팅의 보이드(void)(36)를 도식한다.
또한 블랭킷 식각 단계는 식각 단계 후에 소자 피처에 잔류하는 잔해(debris)를 남길 수 있고, 이는 불량한 전자적 연결 및 소자 결함을 초래할 수 있다. 이러한 잔해들을 제거하기 위해서는 시간이 많이 소요되는 습식-세정 기법이 요구되지만, 이러한 기법에도 불구하고 상기 잔해는 여전히 남아 있을 수 있다. 두꺼운 하부 반사 방지 코팅은 또한 트렌치와 비아에서 펜스(fense) 문제를 일으킬 수 있다. 하부 반사 방지 코팅과 유전 물질은 이들이 서로 접촉했을 때, 비아 내부에 얇은 잔여물을 형성하는 화학 반응을 일으킨다. 상기 잔여물은 불완전한 트렌치 식각을 일으킬 수 있고, 불량한 소자 피처 무결성을 초래한다. 비아-퍼스트 듀얼 다마신 공정의 어려움을 고려하여, 비아-퍼스트 듀얼 다마신 공정에서는 제작에서 필요한 단계의 수를 줄이고, 잔해와 펜스 문제를 제거하며, 밀집 소자 피처 및 이격 소자 피처에서 균일한 충진을 야기하는 하부 반사 방지 코팅 사용 방법이 크게 요구된다.
본 발명은 듀얼 다마신 구조물을 형성하는 신규한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법에는 기판 표면상에 조성물의 층을 형성하도록 상기 조성물을 기판에 도포(가령, 스핀 코팅)하는 것이 포함된다. 그 후, 상기 조성물 층이 베이킹되고, 층의 일부분을 제거(리세스)하기 위해 현상제가 경화층(cured layer)에 퍼들링된다. 현상제가 경화층으로부터 제거되며(가령 스핀에 의해), 최종 사용 용도에 따라 상기 층 구조물이 추가로 처리된다.
더 세부적으로, 사용되는 기판은 바람직하게는 토포그래피(가령, 접촉 홀, 비아 홀, 돌출된 피처, 트렌치)를 포함할 것이다. 상기 토포그래피는 기판 표면상에 직접 포함될 수 있거나, 기판 표면상에 형성된 다른 물질의 하나 이상의 층에 포함될 수 있다. 상기 기판은 임의의 마이크로전자 기판일 수 있다. 바람직한 기판에는 듀얼 다마신 구조물에서 흔히 사용되는 기판이 있으며, 특히 바람직한 기판은 실리콘, 알루미늄, 텅스텐, 텅스텐 실리사이드, 갈륨 아르세나이드, 게르마늄, 탄탈륨, 탄탈륨 니트라이트, SiGe으로 구성된 군에서 선택된다.
사용되는 조성물은 통상적인 반사-방지 코팅 및/또는 갭-충진 조성물을 포함하는 임의의 적합한 가교 조성물일 수 있다. 조성물은 최종 용도에 따라 달라지는 임의의 평균 두께로 기판에 도포될 수 있으나, 전형적으로 초기에 약 150~600㎚의 두께로 도포될 것이다. 기판 표면을 실질적으로 평탄화하기에 충분한 양으로 조성물이 기판에 도포되는 것이 바람직하다.
조성물에는 용매 시스템에 분산되거나 용해되는 폴리머가 포함된다. 바람직한 폴리머에는 폴리에스테르와 폴리아믹 애시드가 포함되며, 바람직한 폴리아믹 애시드에는 다음 화학식을 갖는 반복 모노머가 포함된다.
Figure 112009060230116-pct00019
바람직한 X 및 Y 그룹에는 치환되거나 치환되지 않은 페닐, 바이페닐, 나프틸, 안틸 그룹과, 치환되거나 치환되지 않은 C1-C12 지방족(바람직하게는 알킬) 그룹으로 구성된 군에서 선택된 것이 포함된다.
상기 폴리아믹 애시드는 용매 시스템과 촉매의 존재에서 디안하이드라이드(dianhydride)를 디아민(diamine)과 중합시킴으로써 형성될 수 있다. 바람직한 디안하이드라이드는 다음의 화학식을 가지고,
Figure 112006025270769-pct00002
바람직한 디아민은 다음의 화학식을 가지며,
Figure 112009060230116-pct00003

X 및 Y는 위에서 정의한 것과 같다.
본 발명에서 사용하는 가장 바람직한 폴리아믹 애시드는 다음으로 구성된 군에서 선택된 반복 모노머를 포함한다.
Figure 112006025270769-pct00004
이때,
X는 -O-, -S-, -CH2, -(CF3)2-, -C(CH3)2- 으로 구성된 군에서 선택되고;
n은 2-8이고;
각각의 R은 -H와 -OH로 구성된 군에서 개별적으로 선택된다.
한 바람직한 모노머는 다음의 화학식을 갖는다.
Figure 112006025270769-pct00005
한 바람직한 구체예에서, 폴리머가 상기 폴리머 한쪽 말단에서 엔드캡(endcap) 모노머를 포함하며, 더욱 바람직하게는 상기 폴리머의 양 말단에서 엔드캡 모노머를 포함한다. 엔드캡 모노머는 상기 (Ⅰ) 또는 (Ⅱ) 이외의 다른 화학식을 가질 것이며, 상기 폴리머 내의 다른 모노머들의 작용기보다 실온에서 덜 반응성인 작용기를 포함하여 그에 따라 실온 반응이 감소될 것이다. 특히 바람직한 엔드캡 모노머는 다음의 화학식을 갖는다.
Figure 112006025270769-pct00006
도식A는 엔드캡 모노머가 폴리머에 첨가될 수 있는 방법의 한 예를 나타낸다.
Figure 112006025270769-pct00007
구체예에 관계없이, 용매 시스템에 폴리머를 단순히 분산하거나 용해함으로써 조성물이 형성되며, 주위 조건에서 충분한 시간 동안 균질한 분산물을 형성하는 것이 바람직하다. 조성물의 고체의 총 중량을 100 중량%로 취한 것을 기준으로, 상기 폴리머는 1 ~ 40 중량%, 더 바람직하게는 약 5 ~ 25 중량%, 가장 바람직하게는 약 5 ~ 15 중량%의 수준으로 존재해야 한다. 상기 폴리머의 무게평균 분자량은 바람직하게는 약 1000 ~ 1000000 Dalton, 더욱 바람직하게는 약 10000 ~ 100000 Dalton이다.
용매 시스템에는 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 프로필렌 글리콜 메틸 에테르(PGME), 에틸 락테이트 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 용매가 포함되는 것이 바람직하다. 상기 용매 시스템은 약 50 ~ 250℃, 더욱 바람직하게는 약 150 ~ 200℃의 끓는점을 가져야 하고, 조성물의 총 중량을 100 중량%로 취한 것을 기준으로, 약 80 ~ 98 중량%, 바람직하게는 약 80 ~ 95 중량%, 더욱 바람직하게는 약 85 ~ 92 중량% 수준으로 사용되어야 한다. 그러므로 조성물의 고체 퍼센트는 조성물의 총 중량을 100 중량%로 취한 것을 기준으로, 약 2 ~ 20 중량%, 바람직하게는 약 5 ~ 20 중량%, 더욱 바람직하게는 약 8 ~ 15 중량%일 것이다.
그 밖의 다른 성분이 폴리머와 함께 용매 시스템에 용해되거나 분산되어야 한다. 이러한 성분 중 하나가 가교제(crosslinking agent)이다. 가교제에는 아미노플라스트(가령 Cytec Industries의 POWDERLINK 1174, CYMEL), 다작용성(multi-functional) 에폭시(가령, Vantico의 CY179MA, Ciba-Geiyo의 MY720) 및 시아뉴레이트(트리에폭시 프로필 이소시아뉴레이트)가 포함되는 것이 바람직하다. 가교제는 조성물의 폴리머 고체의 총 중량을 100 중량%로 취한 것을 기준으로, 조성물에 약 0 ~ 70 중량%, 바람직하게는 약 1 ~ 30 중량%, 더욱 바람직하게는 약 1 ~ 10 중량% 수준으로 존재한다. 그러므로 본 발명의 조성물은 약 100 ~ 250℃, 더욱 바람직하게는 150 ~ 200℃의 온도에서 가교되는 것이 바람직하다.
한 구체예에서, 또한, 상기 조성물이 (발색단 또는 염료라고 일컬어지기도 하는) 광 감쇄 화합물 또는 부분을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 광 감쇄 화합물은 폴리머에 화학적으로 부착되거나, 폴리머 용액에 간단하게 섞일 수 있다. 광 감쇄 화합물을 부착하는 화학 기법에는 (하나 이상의 펜던트 카르복실릭 애시드 또는 페놀 작용기를 포함하는) 광 감쇄 화합물과 에폭시 또는 다작용성 에폭시 화합물을 반응시키는 것이 포함된다.
상기 광 감쇄 화합물 또는 부분이 사용될 경우, 조성물의 고체의 총 중량을 100 중량%로 취한 것을 기준으로, 조성물에 약 1 ~ 10 중량%, 바람직하게는 약 2 ~ 6 중량%의 수준으로 존재해야 한다. 상기 광 감쇄 화합물은 상기 화합물이 처리될 파장에 따라 선택된다. 따라서 248㎚의 파장에서, 바람직한 광 감쇄 화합물 또는 부분에는 나프탈렌 및 안트라센이 포함되며, 이때 3,7-디하이드록시-2-나프토익 애시드인 것이 특히 바람직하다. 193㎚의 파장에서, 바람직한 광 감쇄 화합물 또는 부분에는 페닐 또는 바이페닐(방향족 또는 치환된 방향족 고리) 화합물이 포함된다. 특히 바람직한 광 감쇄 화합물에는 다음의 화합물들(및 상기 화합물들의 작용성 부분들도)이 포함된다.
Figure 112006025270769-pct00008
이때, R은 고리형(시아뉴릭 고리와 같은 헤테로고리형 고리 포함)과 지방족 그룹으로 구성된 군에서 선택된다. 지방족 그룹에는 고리형(바람직하게는 C3-C12) 및 가지형이거나 가지형이 아닌 알킬(바람직하게는 C1-C12) 모두가 포함된다.
다른 다수의 선택적 성분들이 조성물에 또한 포함될 수 있다. 전형적인 선택적 성분들에는 계면활성제, 촉매 및 접착 촉진제(adhesion promoter)가 포함된다.
상기 조성물은 기판에 도포된 후, 베이킹 또는 경화된다. 베이킹 온도 및 시간이 폴리아믹 애시드의 이미드화도에 영향을 주며, 그에 따라 조성물이 현상제와 접촉한 후 남아있는 필름의 양에 영향을 준다. 베이킹 후의 이미드화도는 베이킹 전의 이미드화도보다 적어도 약 20, 바람직하게는 약 30 ~ 90 큰 것이 바람직하다. 이는 일반적으로 약 130 ~ 230℃, 바람직하게는 약 150 ~ 210℃의 온도에서 가열하여 달성된다. 이러한 가열 단계는 바람직하게는 약 30 ~ 120초, 더욱 바람직하게는 약 45 ~ 90초의 시간 동안 수행된다.
그 후, 층에 현상제가 퍼들링된다. 상기 현상제는 염기를 포함하는 상업적으로 이용 가능한 수성 현상제인 것이 바람직하다. 특히 바람직한 현상제에는 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드, 포타슘 하이드록사이드, 소듐 하이드록사이드 그리고 이들로 이루어진 혼합물로 구성된 군에서 선택된 것이 포함된다. 상기 현상제는 바람직하게는 약 30 ~ 90초, 더욱 바람직하게는 약 45 ~ 80초, 더욱더 바람직하게는 약 55 ~ 65초의 시간 동안 접촉되도록 허용된다. 그 후, 약 1500 ~ 2500rpm의 속도로 약 20 ~ 40초의 시간 동안의 스피닝에 의해 상기 현상제가 기판에서 제거된다.
현상제 접촉 전의 층의 두께와 현상제 접촉 후의 층의 두께를 비교할 때, 현상제 접촉 단계에 의해, 조성물이 부분적으로 제거됨을 알 수 있다. 상기 현상제 접촉 단계에서 상기 조성물은 현상제 접촉 시간 1초 당 약 1 ~ 500옹스트롬 두께, 더욱 바람직하게는 현상제 접촉 시간 1초 당 약 10 ~ 300옹스트롬 두께, 더욱더 바람직하게는 현상제 접촉 시간 1초 당 약 20 ~ 200옹스트롬 두께의 비율로 제거되거나 리세스되는 것이 바람직하다. 적용예에 따라, 리세스되는 깊이는 비아의 위쪽 모서리보다 높은 레벨 또는 같은 레벨 또는 낮은 레벨일 수 있다. 물질이 비아의 위쪽 모서리보다 높은 지점까지 리세스될 경우, 잔존 필름이 반사-방지 층으로서 제 1 또는 제 2 반사 최소 두께에서 사용될 수 있다. 상기 물질이 비아의 위쪽 모서리와 같은 레벨까지 리세스되거나, 비아의 위쪽 모서리보다 낮은 레벨까지 리세스될 경우, 상기 물질은 단지 갭-충진 물질로서만 기능할 것이며, 기판으로부터 광 반사를 억제하기 위해 다른 반사-방지 코팅 층이 도포되는 것이 바람직하다. 비아를 부분 충진하도록 리세스된 물질을 갖는 것이 유리할 수 있다. 왜냐하면, 하부 반사-방지 코팅은 덜 식각되어야 하기 때문이다. 비아 내부에서 식각되어야 하는 물질을 최소화함으로써 트렌치 식각 후의 펜스 또는 크라운 형성을 감소시킬 수 있다. 펜스 또는 크라운은, 비아 충진 하부 반사-방지 코팅과 유전 중간층 간의 바람직하지 못한 식각 선택비로 인하여 식각 후에 잔류하는, 하부 반사-방지 코팅 또는 유전 잔류물이다.
본 발명의 공정이 부분-충진 적용예(즉, 홀 깊이의 약 35 ~ 65%가 조성물로 채워진 상태)와 완전-충진 적용예(즉, 홀 깊이의 약 95% 이상이, 바람직하게는 약 100%가 조성물로 채워진 상태) 모두에서 사용된다. 덧붙여, 본 발명의 방법은 아직 성취되지 않은 특성을 가지는 듀얼 다마신 구조물을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 가령, 본 발명의 방법에 따라 제조된 구조물은 매우 얇은 조성물 층을 가지면서도 낮은 바이어스를 가질 것이다. 특히, 본 발명의 방법의 결과로 200㎚ 이하의 평균 막 두께에서라도, 약 20㎚ 미만, 바람직하게는 약 10㎚ 미만, 더욱 바람직하게는 약 0 ~ 5㎚ 두께의 바이어스를 가지는 층을 생성할 것이다.
본 명세서에서 사용되는, 층의 평균 두께는 타원계(ellipsometer) 또는 다른 통상적인 장치를 사용해 두 비아 홀들 사이의 중간 지점에서의 층의 두께를 측정하여 결정되는데, (1) 두 비아 홀들은 중간에 위치한 피처에 의해 분리되지 않으며, (2) 두 비아 홀들의 경계는 비아 홀의 1000㎚내에 존재한다. 이러한 측정이 웨이퍼(또는 본 명세서에서 정의된 다른 영역)에 걸쳐 49회까지 반복되고, 측정값을 평균하여 층의 평균 두께를 결정한다.
본원에서 사용되는, 바이어스는 이격 영역(isolated region)의 층 평균 두께에서 밀집 영역(dense region)의 층 평균 두께를 빼서 결정된다. 상기 밀집 영역은 기판 표면의 약 50% 이상이 비아 홀로 채워진 부분으로 정의된다. 상기 이격 영역은 기판 표면의 약 20% 미만이 비아 홀로 채워진 부분으로 정의된다.
그 후, 포토레지스트 층이 리세스된 조성물(또는 리세스된 조성물에 도포된 반사 방지 코팅)에 도포될 수 있으며, 포토레지스트 층은 통상적인 공정(가령, 관심 파장의 방사선(activating radiation)에 노출 시키는 공정, 노출된 포토레지스트를 현상하는 공정)에 따라 패턴화된 것이다. 본 발명의 방법은 비아 퍼스트 방법에 특히 적합하기 때문에, 이러한 패턴화 단계는 전형적으로 원하는 트렌치를 패턴화한 후 상기 트렌치들을 기판에 식각하는 것을 포함할 것이다. 이러한 방법이 종래 기술에 비하여 특히 유리한데, 왜냐하면 구리 식각이 요구되는 방법에서 당면하는 문제점들은 피하면서, 구리-함유 회로에 적합하기 때문이다.
도 1은 종래 기술인, 흡광 특성이 없는 갭-충진 물질을 사용하는 비아-퍼스트 듀얼 다마신 층을 도식한 도면이다.
도 2는 종래 기술인 유기 하부 반사-방지 코팅의 갭-충진 특성을 도식한 도면이다.
도 3은 실시예 1에 기술된 본 발명의 방법에 따라 사용된 여러 가지 상이한 리세스 레벨을 나타내는 주사 전자 현미경(scanning electron microscope (SEM)) 사진이다.
물질 제조
1. 폴리머 모액 제조
본 실시예에서 사용될 조성물을 제조하기 위해, 폴리머 모액과 염료 용액이 먼저 제조되었다. 상기 폴리머 모액은 다음 시약들을 나열한 순서대로 혼합하여 제조되었다.
- 39.46g의 2,2-비스(3-아미노-4-하이드록시페닐) 헥사플로오로프로판(ChrisKev Corp.의 Bis-AP-AF)
- 1.24g의 3,3′-디하이드록시-4,4′-아미노벤지다인(ChrisKev Corp.의 HAB)
- 500g의 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(Harcross의 PGME)
- 25g의 파이로멜리틱 디안하이드라이드(ChrisKev Corp.의 PMDA)
- 91.3g의 PGME
상기 폴리머를 위해 모노머들이 각각의 몰 비율을 갖고 사용된다.
Figure 112006025270769-pct00009
Bis-Ap-Af와 HAB가 1리터 둥근 바닥 플라스크에 첨가되었다. 500g의 PGME가 상기 디아민에 첨가되었다. Bis-AP-AF가 용액에 모두 용해되고, HAB가 미세한 현탁 분말로 분쇄될 때까지 혼합물이 교반되었다. 그 다음에 상기 혼합물을 실리콘 오일 배스(bath)를 사용해 60℃까지 가열했다. PMDA가 첨가되었고, 추가 깔때기와 플라스크 벽이 남아있는 PGME로 헹궈졌다. 그 후 상기 플라스크가 밀봉되었고, 질소 대기에서 상기 모노머가 24시간 동안 반응했다. 24시간 후, 폴리머 용액이 실온으로 냉각되었고, 0.45㎛ 종단점 필터(endpoint filter)를 통해 여과되었으며, 1리터 Nalgene® 병에 담겼다.
2. 염료 용액 제조
염료 용액이 250㎖ 플라스크 내에서 다음의 시약들을 혼합하여 제조되었다.
- 7.25g의 트리글리시딜 에폭시 프로필 시아뉴레이트(Aldrich Chemical Corp.의 TEPIC)
- 13.33g의 3,7-디하이드록시 나프토익 애시드(Aldrich Chemical Corp.)
- 7.25g의 9-안트라센 카르복실릭 애시드(TCI Chemicals Ltd.)
- 0.56g의 벤질 트리에틸 암모늄 클로라이드(Aldrich Chemical Corp.의 BTEAC)
- 122.32g의 PGME
실시예 1
느리게 현상되는(Slower-Developing), 아세탈 포토레지스트-호환 조성물 제조
본 실시예의 조성물은 다음의 성분들을 함께 혼합함으로써 만들어졌다.
- 55.0g의 앞서 제조된 폴리머 용액(5.5g의 폴리머 고체 및 49.5g의 PGME)
- 16.5g의 앞서 제조된 염료 용액(3.3g의 염료 고체 및 13.2g의 PGME)
- 1.67g의 MY720(Ciba-Geigy)
- 21.57g의 PGME
- 36.12g의 PGMEA
본 실시예의 조성물 혼합물의 총 중량은 8%의 고체를 포함하여 130.86g이었다.
조성물은 1500rpm의 속도로 60초 동안 실리콘 웨이퍼에 스핀 도포된 다음 인근 베이크 플레이트를 사용하여 175℃의 온도에서 60초 동안 베이킹되었다. 코팅의 필름 두께가 타원계를 사용해 측정되었다. 200㎜ 실리콘 웨이퍼에 걸쳐 두께 범위는 290 내지 300㎚였다. 광학 특성(n 및 k 값)이 J.A.Woollam 다변각 분광 타원계(variable angle spectroscopic ellipsometer (VASE))를 사용하여 결정되었다. 248㎚ 파장에서, 필름의 광학 특성은 n=1.74, k=0.4였다. 193㎚의 파장에서는, n=1.5, k=0.45였다.
이 조성물은 또한 0.1 내지 0.3㎛ 크기 범위의 비아 홀을 갖는 기판 위에 스핀 도포되었다. 상기 조성물은 1000rpm의 속도로 10초 동안 스핀된 다음 1500rpm의 속도로 30초 내지 50초 동안 스핀되었다. 그 후, 상기 필름이 인근 핫플레이트에서 180℃의 온도에서 60초의 시간 동안 베이킹되었다.
상기 조성물이 기판에 스핀 코팅된 후 상기 비아 홀이 완벽하게 평탄화되었다. 조성물의 두께는 기판에 존재하는 비아 홀의 크기와 밀도에 따라 100㎚ 내지 600㎚ 범위였다.
표준 0.26N TMAH 현상제가 기판에 60초 동안 퍼들링(puddling)되고, 그 후 스핀함으로써 제거된다. 그 후 웨이퍼는 탈이온수(deionized water)에 헹궈졌고, 남아있는 물을 기판의 표면으로부터 제거하기 위해 100℃의 온도에서 10초 동안 베이킹되었다.
그 후, 기판들(상기 조성물로만 코팅된 기판 및 현상 공정을 마친 그 밖의 다른 기판)이 단면으로 잘리고 주사 전자 현미경에 의해 검사된다. 도 3은 이 실시예의 조성물을 사용하는 일련의 예들을 나타내는데, 여기서 기판은 직경 0.25㎛, 깊이 0.7㎛인 비아 홀을 포함한다. 도 3(a)은 습식 리세스 공정 전의 샘플을 나타낸다. 도 3(b)은, 180℃의 온도에서 60초 동안 베이킹되고, 그 후 조성물이 조성물의 제 2 반사 최소 두께까지 리세스 처리되는 샘플을 나타낸다. 도 3(c)은 180℃에서 60초 동안 베이킹되고, 비아 표면에 60초 동안 리세스된 샘플을 나타낸다. 도 3(d)은 140℃의 온도에서 60초 동안 베이킹되고, 비아 홀의 위쪽 모서리보다 아래까지 상기 조성물이 리세스되도록(부분 충진을 위해), 30초 동안 리세스되는 샘플을 나타낸다.
실시예 2
빠르게 현상되는(Faster-Developing), ESCAP 포토레지스트-호환 조성물 제조
본 실시예의 조성물은 다음의 성분들을 혼합하여 제조되었다.
- 앞서 제조된 폴리머 용액 24.0g (폴리머 고체 2.4g, PGME 21.6g)
- 염료 용액 7.20g (고체 1.44g, PGME 5.76g)
- 트리에폭시 프로필 시아뉴레이트 0.72g (30%의 폴리머 고체)
- PGME 9.34g
- PGMEA 15.73g
본 실시예의 조성물의 총 중량은 8%의 고체를 포함하여 57.0g이었다.
이후 조성물은 실시예 1에 기술된 것과 같은 방법으로 스핀 코팅되고, 가공되고, 검사되었다. 인근 베이크 플레이트가 웨이퍼를 베이킹하기 위해 사용되었다.
실시예 3
빠르게 현상되는(Faster-Developing), ESCAP 포토레지스트-호환 조성물 제조
본 실시예의 조성물은 다음의 재료들을 혼합하여 제조되었다.
- 앞서 제조된 폴리머 용액 12.0g(폴리머 고체 1.2g, PGME 10.8g)
- 앞서 제조된 염료 용액 7.20g(고체 1.44g, PGME 5.76g)
- CY179MA 0.4g(33%의 폴리머 고체; Vantico로부터 구입)
- PGME 7.64g
- PGMEA 10.76g
본 실시예의 조성물의 총 중량은 8%의 고체를 포함하여 38.0g이었다.
이후 조성물은 실시예 1에 기술된 것과 같은 방법으로 스핀 코팅되고, 가공되고, 검사되었다. 인근 베이크 플레이트가 웨이퍼를 베이킹하기 위해 사용되었다.
실시예 1~3의 조성물에 대한 광학 특성
<표 1>
실시예 n(193㎚) k(193㎚) n(248㎚) k(248㎚)
1 1.45 0.45 1.76 0.42
2 1.46 0.47 1.73 0.4
3 1.45 0.44 1.75 0.43
표 1은 실시예 1~3에서 설명된 조성물에 대한 193㎚ 와 248㎚ 파장에서의 n 값 및 k 값을 나타낸다.
실시예 4
폴리에스테르 폴리머를 사용하여 조성물의 제조
1. 폴리머 모액의 제조
다음을 둥근 바닥 플라스크에서 혼합했다.
- 시트릭 애시드 9.61g(Aldrich)
- EX721 13.91g(Nagase Chemicals)
- 테트라뷰틸포스포늄 브로마이드 0.68g(Aldrich)
- PGME 96.80g
질소 대기가 형성되고, 반응물이 100℃에서 16시간 동안 가열되었다. 상기 용액이 주위 온도로 냉각되었고, 병에 넣어졌다.
2. 염료 용액의 제조
질소 유입구, 온도계, 농축기 및 교반 막대(stir bar)가 구비된 100㎖의 3구 둥근 바닥 플라스크에 다음의 시약을 첨가하여 염료 용액을 제조했다.
- TEPIC 14.29g (Nissan Chemical Industries)
- 3,7-디하이드록시나프토익 애시드 25.52 g (Aldrich)
- 이미다졸 0.214g (Aldrich)
- PGME 59.98g
반응 플라스크가 120℃로 가열된 오일 배스로 잠겼다. 반응물이 환류되며 24시간 동안 교반되었다.
두 가지 제제(formulation)가 제조되었다. 염료 용액을 포함하는 것과 염료 용액을 포함하지 않는 것이 그것이다. 염료 용액을 포함하지 않는 제제는 다음의 성분들을 혼합하여 균질한 용액을 형성하여 제조되었다.
- 본 실시예에서 제조된 폴리머 모액 10.0g
- N,N-디글리시딜-4-글리시딜옥시아날라인 1.4g (Aldrich)
- PGME 3.45g
- 프로필렌 글리콜 프로필 에테르 12.15g (Harcross PnP)
염료 용액을 포함하지 않는 제제는 1500rpm의 속도로 60초 동안 비아 홀을 내포하는 실리콘 웨이퍼 상에 스핀 도포되었다.
염료 용액을 포함하는 제제는 다음의 성분을 혼합하여 균질한 용액을 형성하여 제조되었다.
- 본 실시예에서 제조된 폴리머 모액 10.0g
- N,N-디글리시딜-4-글리시딜옥시아날라인 1.4g
- 본 실시예에서 제조된 염료 용액 3.75g
- PGME 3.45g
- PnP 12.15g
염료 용액을 포함하는 제제는 1500rpm의 속도로 60초 동안 비아 홀을 내포하는 실리콘 웨이퍼 상에 스핀 도포되었다.
실시예 5
염료를 포함하지 않는 조성물(갭- 충진 조성물) 제조
1. 폴리머 모액 제조
다음의 성분들이 둥근 바닥 플라스크에서 혼합되었다.
- Bis-AP-AF 22.35g(0.0611 몰)
- PGME 96.96g
그 후, 플라스크가 60℃의 온도로 유지되는 오일 배스로 잠겼다. 물 농축기가 플라스크에 부착되며, 마그네틱 교반기를 사용하여 플라스크의 내용물을 교반했다.
Bis-AP-AF가 완전하게 용해된 후, PMDA 10.0g(0.0458 몰)을 이 용액에 첨가했다. 반응물이 18시간 동안 교반된 다음, 프탈릭 안하이드라이드 4.53g(0.0305 몰)이 첨가되었다. 반응물이 60℃의 온도에서 3시간 동안 교반되고, 주위 온도로 냉각되었다.
2. 제제 제조
제제(a) : 다음의 시약들이 조합되었다.
- 본 실시예에서 제조된 폴리머 모액 15g
- 가교제 CY179MA 3.55g
- PGME 28.56g
- PGMEA 16.90g
시약들은 교반된 다음 0.1㎛ 말단점 필터를 통해 여과되었다.
제제(b) - 다음의 시약들이 조합되었다.
- 본 실시예에서 제조된 폴리머 모액 36.30g
- 가교제 MY720 4.00g (PGME 내의 50 중량% 용액)
- PGME 33.30g
- PGMEA 26.40g
시약들은 교반된 다음 0.1㎛ 말단점 필터를 통해 여과되었다.
제제(c) - 다음의 시약들이 조합되었다.
- 본 실시예에서 제조된 폴리머 모액 36.30g
- 가교제 DEN 438 4.00g (Araldite, PGME 내의 50 중량% 용액)
- PGME 33.30g
- PGMEA 26.40g
시약들은 교반된 다음 0.1㎛ 말단점 필터를 통해 여과되었다.
제제(d) - 다음의 시약들이 조합되었다.
- 본 실시예에서 제조된 폴리머 모액 10g
- 가교제 MY720 1.08g(PGME 내의 50 중량% 용액)
- 트리스하이드록시페닐 에탄 0.54g
- PGME 11.56g
- PGMEA 8.316g
시약들은 교반된 다음 0.1㎛ 말단점 필터를 통해 여과되었다.
실시예 6
염료를 포함하지 않는 조성물(갭- 충진 조성물) 제조
1. 낮은 분자량의 폴리머 모액 제조
다음의 시약들을 둥근 바닥 플라스크에 첨가했다.
- Bis-AP-AF 10.0g (0.0275 몰)
- PGME 96.96g
그 후 플라스크가 60℃의 온도로 유지되는 오일 배스에 잠겼다. 물 응축기가 부착되며, 플라스크의 내용물이 마그네틱 교반기를 사용해 교반되었다. Bis-AP-AF가 완전히 용해된 후, 파이로멜리틱 디안하이드라이드 3.0g(0.0137몰)이 용액에 첨가되었다. 반응물이 18 시간 동안 교반된 다음 프탈릭 안하이드라이드 4.07g(0.0275몰)이 첨가되었다. 반응물이 60℃의 온도에서 3시간 동안 교반되었고 주위 온도로 냉각되었다.
2. 제제 제조
다음의 시약들이 조합되었다.
- 본 실시예에서 제조된 폴리머 모액 36.30g
- 가교제 MY720 4.00g (PGME 내의 50 중량% 용액)
- PGME 33.30g
- PGMEA 26.40g
상기 시약들이 교반된 다음 0.1-㎛ 말단점 필터를 통해 여과되었다.

Claims (40)

  1. 다음 단계를 포함하는 듀얼 다마신 구조물(dual damascene structure) 제조 방법:
    표면을 갖는 기판을 제공하는 단계;
    상기 표면의 일부분에 조성물을 도포하는 단계로서, 상기 조성물은 폴리머, 광 감쇄 화합물 또는 부분, 용매 시스템에 용해되거나 분산되는 가교제를 포함하며, 상기 광 감쇄 부분이 상기 폴리머에 결합되어 있는 바의 단계;
    상기 조성물을 베이킹(baking)하는 단계; 및
    상기 조성물을 현상제에 접촉하여, 상기 조성물의 일부분을 제거하는 단계, 여기서 현상제는 염기를 포함하는 수용액임.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 실리콘, 알루미늄, 텅스텐, 텅스텐 실리사이드, 갈륨 아르세나이드, 게르마늄, 탄탈륨, 탄탈륨 니트라이트 및 SiGe로 구성된 군에서 선택됨을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 도포 단계 후에 층(layer)을 포함하며, 접촉 단계에는 상기 층(layer) 상부에 상기 현상제를 퍼들링(puddling)하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉 단계에는 상기 조성물에 상기 현상제를 30 ~ 90 초의 시간 동안 접촉시키는 단계가 포함됨을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 현상제는 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드, 포타슘 하이드록사이드, 소듐 하이드록사이드 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택됨을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 상기 접촉 단계 전에 평균 두께를 갖는 층을 포함하고, 상기 접촉 단계로 인해, 상기 층은 현상제 접촉 초당 1 ~ 500 옹스트롬 두께의 비율로 제거되는 것을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 폴리에스테르 및 폴리아믹 애시드로 구성된 군에서 선택되는 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 폴리머는 상기 베이킹 단계 전에 제 1 이미드화도, 상기 베이킹 단계 후에 제 2 이미드화도를 갖는 폴리아믹 애시드이며, 이때 상기 제 2 이미드화도는 상기 제 1 이미드화도보다 20 이상 큰 것을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 베이킹 단계에는 조성물을 130 ~ 230℃의 온도에서 가열하는 단계가 포함됨을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 베이킹 단계는 30 ~ 120초의 시간 동안 수행됨을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 홀(hole)을 한정하는 구조물을 더 포함하며, 상기 구조물은 측벽 및 하부 벽을 포함하고, 상기 도포 단계에는 상기 조성물을 상기 홀(hole)의 측벽 및 하부 벽의 일부분에 도포하는 단계가 포함됨을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 도포 단계에는 상기 기판 표면을 평탄화(planarize) 하기 위해 충분한 양의 상기 조성물을 도포하는 단계가 포함됨을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 홀을 한정하는 상기 구조물은 상기 기판의 표면에 위쪽 경계를 가지며, 상기 접촉 단계에는 상기 조성물을 상기 위쪽 경계의 아래 지점까지 제거하는 단계가 포함됨을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 접촉 단계에는 반사-방지 층을 상기 조성물에 도포하는 단계가 더 포함됨을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 접촉 단계에는 포토레지스트 층을 상기 반사-방지 층에 도포하는 단계가 더 포함됨을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  17. 제 12 항에 있어서, 홀을 한정하는 상기 구조물은 상기 기판의 표면에 위쪽 경계를 포함하며, 상기 접촉 단계에는, 상기 기판 표면상 및 상기 위쪽 경계상의 상기 조성물의 층은 유지하면서, 상기 조성물의 일부를 제거하는 단계가 포함됨을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 밀집 영역(dense region) 및 이격 영역(isolated region)을 기판상에 형성하는 다수의 토포그래피 피처를 포함하고, 상기 도포 단계에는 상기 토포그래피 피처에 상기 조성물을 도포하는 단계가 포함됨을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 베이킹 단계 후에, 상기 조성물이 상기 토포그래피 피처상에 층의 형태로 존재하며, 상기 층은 20㎚ 미만의 바이어스를 가지는 것을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  20. 제 8 항에 있어서, 상기 폴리머는 다음의 화학식을 갖는 반복 모노머를 포함하는 폴리아믹 애시드임을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
    Figure 112009060230116-pct00020
  21. 제 20 항에 있어서, 각 X와 Y는 치환되거나 치환되지 않은 페닐, 바이페닐, 나프틸 및 안트릴 그룹 및 치환되거나 치환되지 않은 C1-C12 지방족 그룹으로 구성된 군에서 개별적으로 선택됨을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  22. 제 8 항에 있어서, 상기 폴리머는 다음으로 구성된 군에서 선택되는 화학식을 갖는 반복 모노머를 포함하는 폴리아믹 애시드이며,
    Figure 112009060230116-pct00011
    이때 X는 -O-, -S-, -CH2-, -C(CF3)2-, -C(CH3)2-로 구성된 군에서 선택되고 n은 2-8이며, 각각의 R은 -H, -OH로 구성된 군에서 개별적으로 선택됨을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 폴리머 애시드는 다음의 화학식을 갖는 반복 모노머를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
    Figure 112009060230116-pct00012
  24. 제 8 항에 있어서, 상기 폴리머는 한 쌍의 말단을 갖고, 상기 말단 중 적어도 하나는 다음의 화학식 이외의 화학식을 갖는 엔드캡(endcap) 모노머를 포함하며,
    Figure 112009060230116-pct00021
    상기 엔드캡 모노머는 화학식(Ⅰ) 또는 (Ⅱ)의 작용기보다 실온에서 덜 반응성인 작용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 말단의 양쪽에 상기 엔드캡 모노머가 포함되는 것을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  26. 제 24 항에 있어서, 상기 엔드캡 모노머는 다음의 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
    Figure 112009060230116-pct00014
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 말단의 양쪽에 다음의 화학식을 갖는 모노머가 포함되는 것을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
    Figure 112009060230116-pct00015
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 제 1 항에 있어서, 상기 광 감쇄 화합물은 다음으로 구성된 군에서 선택되는 화학식을 가지며,
    Figure 712011004018285-pct00016
    이때, R은 고리형 및 지방족 그룹으로 구성된 군에서 선택됨을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  31. 제 1 항에 있어서, 상기 가교제는 아미노플라스트, 에폭시, 시아뉴레이트 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택됨을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  32. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은 포토레지스트 층을 상기 조성물에 도포하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 방법은 상기 포토레지스트 층을 패턴화하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 패턴화 단계에는 상기 포토레지스트 층을 방사선에 노출시키고, 상기 노출된 포토레지스트 층을 현상하는 단계가 포함됨을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 패턴화 단계에는 트렌치 패턴을 상기 포토레지스트 층에 형성하는 단계가 포함됨을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 방법은 트렌치를 상기 기판에 식각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  37. 제 1 항에 있어서, 표면의 일부분에 도포되는 조성물은 용매 시스템에 용해되거나 분산된 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 다마신 구조물 제조 방법.
  38. 다음 단계를 포함하는 듀얼 다마신 구조물(dual damascene structure) 제조 방법:
    표면을 갖는 기판을 제공하는 단계;
    상기 표면의 일부분에 조성물을 도포하는 단계로서, 상기 조성물은 폴리머를 포함하며, 상기 폴리머는 다음의 화학식을 갖는 반복 모노머를 포함하는 폴리아믹 애시드인 단계;
    상기 조성물을 베이킹(baking)하는 단계; 및
    상기 조성물을 현상제에 접촉하여, 상기 조성물의 일부분을 제거하는 단계, 여기서 현상제는 염기를 포함하는 수용액임.
    Figure 112011097011554-pct00023
  39. 다음 단계를 포함하는 듀얼 다마신 구조물(dual damascene structure) 제조 방법:
    표면을 갖는 기판을 제공하는 단계;
    상기 표면의 일부분에 조성물을 도포하는 단계로서, 상기 조성물은 폴리머를 포함하며, 상기 폴리머는 다음으로 구성된 군에서 선택되는 화학식을 갖는 반복 모노머를 포함하는 폴리아믹 애시드인 단계;
    상기 조성물을 베이킹(baking)하는 단계; 및
    상기 조성물을 현상제에 접촉하여, 상기 조성물의 일부분을 제거하는 단계, 여기서 현상제는 염기를 포함하는 수용액임.
    Figure 112011097011554-pct00024
    이때 X는 -O-, -S-, -CH2-, -C(CF3)2-, -C(CH3)2-로 구성된 군에서 선택되고 n은 2-8이며, 각각의 R은 -H, -OH로 구성된 군에서 개별적으로 선택됨.
  40. 다음 단계를 포함하는 듀얼 다마신 구조물(dual damascene structure) 제조 방법:
    표면을 갖는 기판을 제공하는 단계;
    상기 표면의 일부분에 조성물을 도포하는 단계로서, 상기 조성물은 폴리머를 포함하며, 상기 폴리머는 한 쌍의 말단을 갖고, 상기 말단 중 적어도 하나는 다음의 화학식 이외의 화학식을 갖는 엔드캡(endcap) 모노머를 포함하는 단계;
    상기 조성물을 베이킹(baking)하는 단계; 및
    상기 조성물을 현상제에 접촉하여, 상기 조성물의 일부분을 제거하는 단계, 여기서 현상제는 염기를 포함하는 수용액임.
    Figure 112011097011554-pct00025
    상기 엔드캡 모노머는 화학식(Ⅰ) 또는 (Ⅱ)의 작용기보다 실온에서 덜 반응성인 작용기를 포함함.
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