KR101672720B1 - Polymer for coating photoresist pattern and method for forming pattern for semiconductor device using the same - Google Patents
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Abstract
리쏘그래피 공정의 해상도를 증가시킬 수 있는 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자 및 이를 이용한 반도체 소자의 패턴 형성 방법이 개시된다. 상기 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자는 하기 화학식으로 표시된다.A polymer for photoresist pattern coating capable of increasing the resolution of a lithography process and a method for forming a pattern of a semiconductor device using the same are disclosed. The photoresist pattern coating polymer is represented by the following formula.
상기 화학식에서, R*은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기(-CH3)이고, R1은 탄소수 3 내지 6 및 질소수 1 내지 2의 선형 또는 환형 탄화수소기이고, R2는 탄소수 5 내지 20의 알콕시 벤젠기 또는 알콕시 카보닐기이며, x, y 및 z는 상기 화학식의 고분자를 구성하는 전체 반복단위에 대한 각각의 반복단위의 몰%로서, x는 5 내지 90몰%, y는 5 내지 60 몰%, z는 5 내지 30몰%이다.In the above formulas, R * is independently a hydrogen atom or a methyl group (-CH 3 ), R 1 is a linear or cyclic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms and 1 to 2 nitrogen atoms, and R 2 is a group having 5 to 20 carbon atoms X, y, and z are mole% of each repeating unit of the repeating units constituting the polymer of the above formula, x is 5 to 90 mol%, y is 5 to 60 mol %, and z is 5 to 30 mol%.
리쏘그래피, 해상도, 포토레지스트, 패턴 코팅, 고분자 Lithography, resolution, photoresist, pattern coating, polymer
Description
본 발명은 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 리쏘그래피(lithography) 공정의 해상도를 증가시킬 수 있는 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자 및 이를 이용한 반도체 소자의 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polymer for photoresist pattern coating, and more particularly, to a polymer for photoresist pattern coating capable of increasing the resolution of a lithography process and a method of forming a pattern of a semiconductor device using the same.
반도체 소자의 집적도(integration degree)가 증가함에 따라, 80 nm 이하의 선폭을 가지는 초미세 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있는 포토리쏘그래피 공정(photolithography process)이 요구되고 있다. 통상의 포토리쏘그래피 공정에 있어서, 집적 회로의 제조에 사용되는 실리콘 웨이퍼 등의 기판 상부에, 감광성 고분자 및 용매를 포함하는 포토레지스트 조성물을 코팅하고, 이를 가열(bake)하여 용매를 증발시킴으로써, 얇은 필름 형태의 포토레지스트막을 형성한다. 다음으로, 노광원으로부터 소정 패턴의 빛을 조사하여, 노광원의 패턴에 따라 포토레지스트막을 노광시키면, 노광된 영역에서 감광성 고분자의 화학적 물성이 변화한다. 이와 같은 노광에 사용되는 광으로는, 가시광선, 자외선(UV), 전자빔(electron beam), X-레이 등을 예시할 수 있다. 상기 노광 후, 노광된 포토레지스트막을 현상액(developer solution)으로 처리하여, 노광 또는 노광되지 않은 포토레지스트막 부분을 선택적으로 용해시켜 제거함으로써, 포토레지스트 패턴을 형성한다.As the degree of integration of semiconductor devices increases, a photolithography process capable of forming an ultrafine photoresist pattern having a line width of 80 nm or less is required. In a typical photolithography process, a photoresist composition containing a photosensitive polymer and a solvent is coated on a substrate such as a silicon wafer used for manufacturing an integrated circuit, and the resultant is baked to evaporate the solvent, Thereby forming a film-shaped photoresist film. Next, by irradiating light of a predetermined pattern from the exposure source and exposing the photoresist film according to the pattern of the exposure source, the chemical properties of the photosensitive polymer are changed in the exposed area. Examples of the light used for such exposure include visible light, ultraviolet (UV) light, electron beam, X-ray, and the like. After the exposure, the exposed photoresist film is treated with a developer solution to selectively dissolve and remove the exposed or unexposed portions of the photoresist film to form a photoresist pattern.
이와 같은 포토리쏘그래피 공정에 있어서, 포토레지스트 패턴의 해상도(resolution)를 증가시키기 위한, 다양한 기술이 개발되고 있다. 예를 들면, PCT 국제공개 WO 2008/122884호, EP 1757989호 등에는, 포토레지스트 패턴을 고분자로 코팅하여 패턴 사이의 공간(space)을 축소시키는 방법이 개시되어 있다. 도 1은 종래의 미세 포토레지스트 패턴 형성 방법의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 포토레지스트 패턴 형성 방법에 있어서는, 기판(10)의 상부에 포토레지스트막(20)을 형성하고(도 1의 A), 상기 포토레지스트막(20)을 소정의 형태(image)로 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴(22)를 형성한 다음(도 1의 B), 형성된 포토레지스트 패턴(22)의 상부에 선폭 축소용 고분자(30, shrink material)를 코팅한다(도 1의 C). 이와 같이 선폭 축소용 고분자(30)가 코팅된 기판을 가열(bake)하여, 포토레지스트 패턴(22)과 선폭 축소용 고분자(30)가 접착되어 경계층(32)를 형성하도록 한 다음(도 1의 D), 미반응 선폭 축소용 고분자(30)를 물 등의 현상액으로 현상함으로써(도 1의 E), 포토레지스트 패턴(22) 사이의 개방된 거리(space)가 감소(shrink)되어, 작은 CD(Critical Dimension)을 가지는 포토 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 도 1에 도시된 포토레지스트 패턴 형성 방법은, 1차 패턴이 형성된 C/H(contact hole)의 크기(size)를 감소시키는 것이다.In such a photolithography process, various techniques for increasing the resolution of the photoresist pattern have been developed. For example, PCT International Publication Nos. WO 2008/122884 and EP 1757989 disclose a method of coating a photoresist pattern with a polymer to reduce the space between patterns. 1 is a view showing an example of a conventional method of forming a fine photoresist pattern. 1, in the conventional photoresist pattern forming method, a
본 발명의 목적은, 리쏘그래피 공정의 해상도를 증가시킬 수 있는 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a polymer for photoresist pattern coating which can increase the resolution of a lithography process.
본 발명의 다른 목적은, 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자를 이용하여, 높은 해상도를 가지는 반도체 소자의 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of forming a pattern of a semiconductor device having a high resolution by using a polymer for photoresist pattern coating.
본 발명의 또 다른 목적은, 패턴의 자가 정열(self align)을 이용하여, 라인(line) 사이의 스페이스(space)에 이중(double) 패턴을 형성할 수 있는, 반도체 소자의 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method of forming a pattern of a semiconductor device capable of forming a double pattern in a space between lines using self alignment of the pattern .
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 하기 화학식 1로 표시되는 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a polymer for photoresist pattern coating represented by the following Chemical Formula 1.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서, R*은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기(-CH3)이고, R1은 탄소수 3 내지 6 및 질소수 1 내지 2의 선형 또는 환형 탄화수소기이고, R2는 탄소수 5 내지 20의 알콕시 벤젠기 또는 알콕시 카보닐기이며, x, y 및 z는 상기 화학식 1의 고분자를 구성하는 전체 반복단위에 대한 각각의 반복단위의 몰%로서, x는 5 내지 90몰%, y는 5 내지 60 몰%, z는 5 내지 30몰%이다.In Formula 1, R * are each independently a hydrogen atom or a methyl group (-CH 3), R 1 is a group having 3 to 6 carbon atoms and a nitrogen number of 1 to 2 linear or cyclic hydrocarbon group, R 2 is 5 to 20 carbon atoms X, y, and z are mole percentages of the respective repeating units of the repeating units constituting the polymer of Formula 1, x is from 5 to 90 mol%, y is from 5 to 20 mol% 60 mol%, and z is 5 to 30 mol%.
또한, 본 발명은, 상기 화학식 1로 표시되는 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자; 및 상기 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자를 용해시키는 용매를 포함하는 포토레지스트 패턴 코팅용 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은, 기판 상부에 제1 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트막을 형성하고, 상기 포토레지스트막을 노광 및 현상하여 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 하기 화학식 1로 표시되는 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자 및 상기 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자를 용해시키는 용매를 포함하는 포토레지스트 패턴 코팅용 조성물을 상기 제1 포토레지스트 패턴에 도포하고, 용매를 증발시켜, 코팅막을 형성하는 단계; 상기 코팅막과 상기 제1 포토레지스트 패턴을 반응시켜, 상기 제1 포토레지스트 패턴을 덮는 경계층을 형성하고, 미반응 코팅막을 현상하여 제거하는 단계; 상기 경계층 사이의 스페이스에 제2 레지스트를 도포하여, 제2 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 경계층을 현상하여 제거하고, 제1 포토레지스트 패턴 및 제2 레지스트 패턴을 잔류시키는 단계를 포함하는, 반도체 소자의 패턴 형성 방법을 제공한다.The present invention also provides a polymer for photoresist pattern coating represented by Formula 1 above; And a solvent for dissolving the polymer for photoresist pattern coating. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a photoresist film by applying a first photoresist on a substrate; exposing and developing the photoresist film to form a first photoresist pattern; A composition for a photoresist pattern coating comprising a polymer for photoresist pattern coating represented by Chemical Formula 1 and a solvent for dissolving the polymer for photoresist pattern coating is applied to the first photoresist pattern and the solvent is evaporated, ; Reacting the coating film with the first photoresist pattern to form a boundary layer covering the first photoresist pattern and developing and removing the unreacted coating film; Applying a second resist to a space between the boundary layers to form a second resist pattern; And developing and removing the boundary layer to leave the first photoresist pattern and the second resist pattern.
본 발명에 따른 고분자를 이용하여, 제1 포토레지스트 패턴을 코팅하고, 탈이온수 등으로 현상한 다음, 현상된 스페이스 영역에 다시 제2 (포토)레지스트 패턴을 형성함으로써, 제1 포토레지스트 패턴의 스페이스 부분의 선폭을 감소시킬 수 있다. 이와 같이, 제2 (포토)레지스트 패턴이 자가 정열(self align)되도록, 제1 포토레지스트 패턴의 라인 사이의 스페이스에 이중(double) 패턴을 형성함으로써, 장비를 이용한 제2 포토레지스트 패턴 형성 과정에서 발생할 수 있는 정렬(align) 오류 문제를 감소시킬 수 있다. By using the polymer according to the present invention, the first photoresist pattern is coated, developed with deionized water or the like, and then a second (photo) resist pattern is formed again on the developed space region, The line width of the portion can be reduced. In this way, by forming a double pattern in the space between the lines of the first photoresist pattern so that the second (photoresist) pattern is self-aligned, in the process of forming the second photoresist pattern using the equipment It is possible to reduce an alignment error problem that may occur.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자는, 포토레지스트 패턴과 반응하여 포토레지스트 패턴을 덮는 경계층(코팅막)을 형성하는 것으로서, 하기 화학식 1로 표시된다.The polymer for photoresist pattern coating according to the present invention forms a boundary layer (coating film) that reacts with the photoresist pattern to cover the photoresist pattern, and is represented by the following chemical formula (1).
상기 화학식 1에서, R*은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기(-CH3)이 고, R1은 탄소수 3 내지 6 및 질소수 1 내지 2의 선형 또는 환형 탄화수소기로서, 바람직하게는 이미다졸(imidazole)기, 락탐(lactam)기 등의 헤테로고리기이거나, 아마이드(amide)기 등의 아민(amine)기를 포함하는 카보닐(carbonyl)기이다. 또한, R2는 탄소수 5 내지 20, 바람직하게는 탄소수 5 내지 13의 알콕시 벤젠기 또는 알콕시 카보닐(carbonyl)기로서, 상기 R2의 알콕시기는 선형 또는 환형 알콕시기일 수 있고, 바람직하게는, 다른 선형 또는 환형 알콕시기가 결합된 탄소수 1 내지 2의 알콕시기이다. 상기 R2에 포함되는 알콕시기의 구체적인 예로는, 메틸아다만탄옥시기, 1-에톡시-에톡시기, 1-사이클로헥실메톡시-에톡시기, 사이클로헥실옥시-메톡시기 등을 예시할 수 있다. 상기 화학식 1에서, x, y 및 z는 상기 화학식 1의 고분자를 구성하는 전체 반복단위에 대한 각각의 반복단위의 몰%로서, x는 5 내지 90몰%, 바람직하게는 10 내지 80 몰%, 더욱 바람직하게는 15 내지 70중량%이고, y는 5 내지 60 몰%, 바람직하게는 10 내지 50 몰%, 더욱 바람직하게는 15 내지 40 몰%이며, z는 5 내지 30몰%, 바람직하게는 10 내지 20 몰%, 더욱 바람직하게는 12 내지 18 몰%이다. 여기서, 상기 x의 함량이 너무 작으면, 탈이온수에 대한 용해도가 저하되고, 너무 많으면 포토레지스트 패턴에 대한 접착력이 저하될 수 있다. 상기 y의 함량이 너무 작으면, 패턴에 대한 접착력이 저하되어, 패턴에 접착되지 않을 우려가 있고, 너무 많으면, 탈이온수에 대한 용해도가 저하될 우려가 있다. 또한, 상기 z의 함량이 너무 작은 경우에도, 탈이온수에 대한 용해도가 저하될 수 있다.In the formula (1), R * is independently a hydrogen atom or a methyl group (-CH 3 ), R 1 is a linear or cyclic hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms and 1 to 2 nitrogen atoms, preferably imidazole imidazole group, and lactam group, or a carbonyl group containing an amine group such as an amide group. Also, R 2 is an alkoxybenzene group or an alkoxycarbonyl group having 5 to 20 carbon atoms, preferably 5 to 13 carbon atoms, and the alkoxy group of R 2 may be a linear or cyclic alkoxy group, Or an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms to which a linear or cyclic alkoxy group is bonded. Specific examples of the alkoxy group contained in R 2 include a methyladamantanoxy group, a 1-ethoxy-ethoxy group, a 1-cyclohexylmethoxy-ethoxy group, a cyclohexyloxy-methoxy group and the like . In the above formula (1), x, y, and z are mole percentages of the respective repeating units of the repeating units constituting the polymer of Formula 1, x is 5 to 90 mol%, preferably 10 to 80 mol% More preferably 15 to 70% by weight, y is 5 to 60% by mol, preferably 10 to 50% by mol, more preferably 15 to 40% by mol, z is 5 to 30% by mol, 10 to 20 mol%, and more preferably 12 to 18 mol%. If the content of x is too small, the solubility in deionized water is lowered, and if it is too large, the adhesion to the photoresist pattern may be deteriorated. If the content of y is too small, the adhesion to the pattern may be lowered and the pattern may not be adhered to the pattern. If the content is too large, the solubility in deionized water may decrease. Further, even when the content of z is too small, the solubility in deionized water may be lowered.
본 발명에 따른 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자의 구체적인 예는, 하기 화학식 2a 내지 2i로 표시될 수 있다. 하기 화학식 2a 내지 2i에서, x, y 및 z는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.Specific examples of the polymer for photoresist pattern coating according to the present invention may be represented by the following general formulas (2a) to (2i). In the following formulas (2a) to (2i), x, y and z are as defined in the above formula (1).
본 발명에 따른 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자는, , R*, R1, R2 등을 포함하는 비닐(vinyl) 모노머를 통상의 방법으로 중합하여 제조할 수 있으며, 이때 아조비스(이소부티로니트릴)(AIBN) 등 통상의 중합개시제를 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 고분자에 있어서, 각 반복단위의 함량은, 사용된 모노머의 함량에 비례한다. 본 발명에 따른 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자는 블록 또는 랜덤 공중합체일 수 있으며, 중량평균 분자량(Mw)은 5,000 내지 100,000인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5,000 내지 20,000이다. 상기 고분자의 다분산도 (Polydispersity: PD)는 1.0 내지 5.0인 것이 바람직하고, 1.0 내지 2.0이면 더욱 바람직하다. 중량평균분자량 및 다분산도가 상기 범위를 벗어나면, 포토레지스트 패턴을 코팅하는 코팅막의 물성이 저하될 우려가 있다. 본 발명에 따른 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자는 분자 내에 아민기를 포함하므로, 포토레지스트 패턴과의 접착이 용이할 뿐 만 아니라, 포토레지스트 패턴에 손상을 주지 않고 코팅이 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자는, R2로서 알콕시 벤젠기 또는 알콕시 카보닐(carbonyl)기를 포함하므로, 노광 및 가열에 의하여 접착된 후에도, 보호기의 탈보호 작용에 의하여, 현상액에 의하여 용이하게 용해 및 제거될 수 있으며, 현상 과정의 콘트라스트(contrast)가 우수된다.The polymer for photoresist pattern coating according to the present invention, , R * , R 1 , R 2, etc., can be prepared by polymerizing a vinyl monomer in a conventional manner. In this case, a conventional polymerization initiator such as azobis (isobutyronitrile) (AIBN) have. In the polymer according to the present invention, the content of each repeating unit is proportional to the content of the monomer used. The polymer for photoresist pattern coating according to the present invention may be a block or a random copolymer and has a weight average molecular weight (Mw) of preferably 5,000 to 100,000, more preferably 5,000 to 20,000. The polydispersity (PD) of the polymer is preferably 1.0 to 5.0, more preferably 1.0 to 2.0. If the weight average molecular weight and the polydispersity are out of the above ranges, the physical properties of the coating film for coating the photoresist pattern may be deteriorated. Since the polymer for photoresist pattern coating according to the present invention contains an amine group in the molecule, it is easy to adhere to the photoresist pattern, and coating is possible without damaging the photoresist pattern. Further, since the polymer for photoresist pattern coating according to the present invention contains an alkoxybenzene group or an alkoxycarbonyl group as R 2 , even after adhesion by exposure and heating, Can be easily dissolved and removed, and the contrast of the developing process is excellent.
본 발명에 따른 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자는 용매에 용해되어, 조성 물의 형태로 사용된다. 상기 포토레지스트 패턴 코팅용 조성물의 용매로는 물, 바람직하게는 탈이온수를 사용할 수 있으며, 필요에 따라, 물과 알코올의 혼합 용매를 사용할 수 있다. 상기 포토레지스트 패턴 코팅용 조성물에 있어서, 화학식 1로 표시되는 고분자의 함량은 0.5 내지 30중량%, 바람직하게는 3 내지 10 중량%이며, 나머지 성분은 용매이다. 상기 고분자의 함량이 너무 작으면, 코팅 후 남게 되는 고분자층이 너무 얇아 원하는 두께의 코팅막을 형성하기 어려울 우려가 있고, 상기 고분자의 함량이 너무 많으면, 코팅 균일성이 저하될 우려가 있다. 또한, 본 발명에 따른 포토레지스트 패턴 코팅용 조성물에 있어서, 물과 함께 사용될 수 있는 알코올로는 메탄올, 에탄올 등의 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올을 예시할 수 있으며, 그 사용량은 조성물 전체에 대하여, 0 내지 50 중량%, 바람직하게는 1 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 5 내지 25 중량%이다. 여기서, 상기 알코올 성분의 함량이 너무 작으면, 코팅 균일성을 저하시킬 우려가 있고, 상기 알코올 성분의 함량이 너무 많으면, 초기 패턴을 용해시켜 2차 패턴을 형성하지 못 할 우려가 있다. 또한, 필요에 따라, 본 발명에 따른 포토레지스트 패턴 코팅용 조성물은 통상의 광산 발생제(Photo acid generator: PAG), 레지스트 안정제(Quencher)로서 유기 염기, 계면활성제 등을 더욱 포함할 수 있다. 상기 광산 발생제는, 노광에 의해 산(acid)을 생성하여, 상기 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자의 보호기를 탈보호시키는 역할을 하는 것으로서, 빛에 의해 산을 발생시킬 수 있는 화합물이면 무엇이든 사용할 수 있으며, 바람직하게는 유기설폰산 등의 황화염계 화합물, 오늄염 등의 오늄염계 화합물 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 광산발생제의 비한정 적인 예로는 프탈이미도트리플루오로메탄 술포네이트 (phthalimidotrifluoro methane sulfonate), 디니트로벤질토실레이트 (dinitrobenzyl tosylate), n-데실디술폰(n-decyl disulfone), 나프틸이미도트리플루오로메탄술포네이트 (naphthylimido trifluoromethane sulfonate), 디페닐요도염 헥사플루오로포스페이트, 디페닐요도염 헥사플루오로아르세네이트, 디페닐요도염 헥사플루오로안티모네이트, 디페닐파라메톡시페닐설포늄 트리플레이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐설포늄 트리플레이트, 디부틸나프틸설포늄 트리플레이트, 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있다. 상기 광산 발생제가 사용될 경우, 그 함량은 상기 고분자 100중량부에 대해 0 내지 20 중량부인 것이 바람직하고, 0.05 내지 20중량부이면 더욱 바람직하고, 0.1 내지 10중량부이면 가장 바람직하다. 만일, 상기 광산 발생제의 함량이 너무 작으면, 고분자의 빛에 대한 민감도가 저하되어 보호기의 탈보호가 불충분할 우려가 있고, 너무 많으면 광산 발생제에서 과량의 산이 발생하여 코팅막의 형상이 불량해질 우려가 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 계면활성제로는, 수용성 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하고, 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제, 양쪽성 계면활성제를 사용할 수 있으며, 예를 들면, 알킬벤젠술폰산염계, 고급아민할로겐화물·제4암모늄염계, 알킬피리디늄염계, 아미노산계, 술폰이미드계, 설폰아미드(sulfonamide)계 계면활성제를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 계면활성제의 사용량은, 전체 포토레지스트 패턴 코팅용 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 2 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 1 중량부이다. 상기 계면활성제의 사용량이 너무 작으면, 필름 형성시 코팅부의 균일성이 저하될 우려 가 있고, 너무 많으면, 코팅막을 물로 제거하는 과정에서, 필름의 손실이 많아져, 1차 패턴에 코팅막을 효과적으로 형성하지 못할 우려가 있다.The polymer for photoresist pattern coating according to the present invention is dissolved in a solvent and used in the form of a composition. The solvent for the photoresist pattern coating composition may be water, preferably deionized water. If necessary, a mixed solvent of water and alcohol may be used. In the composition for coating a photoresist pattern, the content of the polymer represented by the general formula (1) is 0.5 to 30% by weight, preferably 3 to 10% by weight, and the remaining component is a solvent. If the content of the polymer is too small, the polymer layer remaining after the coating is too thin to form a coating film having a desired thickness. If the content of the polymer is too large, there is a fear that coating uniformity is lowered. In the composition for coating a photoresist pattern according to the present invention, examples of alcohols that can be used together with water include lower alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as methanol and ethanol, 0 to 50% by weight, preferably 1 to 50% by weight, more preferably 5 to 25% by weight. If the content of the alcohol component is too small, there is a fear that the coating uniformity is lowered. If the content of the alcohol component is too large, there is a fear that the initial pattern is dissolved to form the secondary pattern. If necessary, the composition for photoresist pattern coating according to the present invention may further contain a photoacid generator (PAG), a resist stabilizer (Quencher), an organic base, a surfactant, and the like. The photoacid generator serves to deprotect the protecting group of the polymer for photoresist pattern coating by generating an acid by exposure to light. Any compound capable of generating an acid by light can be used , Preferably a sulfur-based compound such as an organic sulfonic acid, and an onium salt-based compound such as an onium salt, or the like. Non-limiting examples of the photoacid generator include phthalimidotrifluoro methane sulfonate, dinitrobenzyl tosylate, n-decyl disulfone, naphthylimidotriene, Naphthylimido trifluoromethane sulfonate, diphenyl iodide salt hexafluorophosphate, diphenyl iodide salt hexafluoroarsenate, diphenyl iodide salt hexafluoroantimonate, diphenyl para methoxy phenyl sulfonium triflate, Triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, triphenylsulfonium triflate, dibutylnaphthylsulfonium triflate, mixtures thereof, and the like can be given. When the photoacid generator is used, the content thereof is preferably 0 to 20 parts by weight, more preferably 0.05 to 20 parts by weight, and most preferably 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer. If the content of the photoacid generator is too small, the sensitivity of the polymer to light may be lowered and the deprotection of the protecting group may be insufficient. When the content of the photoacid generator is too large, excessive acid is generated in the photoacid generator, There is a concern. As the surfactant that can be used in the present invention, it is preferable to use a water-soluble surfactant, and an anionic surfactant, a cationic surfactant and an amphoteric surfactant can be used. Examples thereof include alkylbenzenesulfonic acid salts, Cargo, quaternary ammonium salts, alkylpyridinium salts, amino acids, sulfoneimides and sulfonamide surfactants may be used alone or in combination. The surfactant is used in an amount of 0.01 to 2 parts by weight, preferably 0.1 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the composition for coating the entire photoresist pattern. If the amount of the surfactant used is too small, the uniformity of the coated portion may deteriorate during the film formation. If the surfactant is used in an excessively large amount, the loss of the film may increase during the removal of the coating film with water, There is a fear that it will not be able to do.
다음으로, 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 반도체 소자의 패턴 형성 방법을 설명한다. 도 2에 도시된 반도체 소자의 패턴 형성 방법에 있어서, 포토레지스트 패턴 코팅 단계는 도 1에 도시된 것과 실질적으로 동일하다. 즉, 실리콘 웨이퍼, 알루미늄 등의 기판(10) 상부에 제1 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트막(20)을 형성하고(도 2의 A), 상기 포토레지스트막(20)을 소정의 형태(image)로 노광 및 현상하여 제1 포토레지스트 패턴(22)를 형성한 다음(도 1의 B), 제1 포토레지스트 패턴(22)에 본 발명에 따른 포토레지스트 패턴 코팅용 조성물을 도포하고 용매를 증발시켜 코팅막(30)을 형성한다(도 2의 C). 다음으로, 상기 코팅막(30)을 가열(bake)하는 등의 방법으로, 제1 포토레지스트 패턴(22)과 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자가 접착되거나, 제1 포토레지스트 패턴(22) 내부의 산(acid)이 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자로 확산하여, 제1 포토레지스트 패턴(22)을 덮는 경계층(32, cap material)을 형성하도록 한 다음(도 2의 D), 미반응 코팅막(30)을 물, 알코올, 알카리 수용액, 이들의 혼합물 등의 현상액으로 현상하여 제거함으로써(도 2의 E), 포토레지스트 패턴(22) 사이의 개방된 스페이스(space)를 감소(shrink)시킨다. Next, a method of forming a pattern of a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIG. In the pattern formation method of the semiconductor device shown in Fig. 2, the photoresist pattern coating step is substantially the same as that shown in Fig. That is, a first photoresist is coated on the
이와 같이, 제1 포토레지스트 패턴(22)을 경계층(32)으로 코팅하여, 스페이 스의 폭을 감소시키고, 상기 폭이 감소된 스페이스에 제2 레지스트를 도포하여, 제2 레지스트 패턴(42)을 형성한다(도 2의 F). 필요에 따라, 이와 같이 형성된 제2 레지스트 패턴(42)을 노광하거나 가열하여, 제2 레지스트 패턴(42)에 산을 확산시키는 등의 방법으로, 제2 레지스트 패턴(42)의 강도를 향상시킬 수 있다. 이 경우, 상기 제2 레지스트는 노광에 의하여 그 물성이 변화하는 감광성 포토레지스트인 것이 바람직하다. 다음으로, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 테트라메틸암모늄 히드록사이드(TMAH) 등의 알칼리성 화합물을 0.1 내지 10중량%의 농도로 용해시킨 알칼리 수용액을 사용하여 다시 경계층(32, CAP material)를 현상하여 제거하고, 제1 포토레지스트 패턴(22) 및 제2 포토레지스트 패턴(42)을 잔류시킴으로써(도 2의 G), 스페이스의 폭이 감소된 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(22, 42), 코팅막(30) 및 경계층(32)은 재질 자체의 특성이나 가열, 노광 등에 의하여, 현상액에 대한 용해도가 상이하게 되므로, 현상 조건이나 현상 시간을 적절히 조절함으로써, 경계층(32) 만을 선택적으로 현상시킬 수 있다. 이와 같이 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(22, 42)을 형성한 다음, 형성된 포토레지스트 패턴(22, 42)을 마스크로 사용하여, 기판(10)을 에칭하거나, 개방된 기판(10) 부분의 물성을 변화시키는 등의 방법으로, 기판(10)을 가공함으로써, 반도체 소자의 패턴을 형성할 수 있다.As described above, the
상기 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(22, 42)을 형성하는 포토레지스트로는 통상적인 ArF 또는 KrF 레지스트를 사용할 수 있다. 이와 같이, 제1 포토레지스트 패턴(22)의 스페이스 영역에, 예를 들면, 라인 형태의 제2 포토레지스트 패턴(42)을 형성함으로써, 30 nm 정도의 우수한 해상도를 가지는 패턴을 형성할 수 있다. 이와 같은 반도체 소자의 패턴 형성 방법에 있어서, 본 발명에 따른 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자는 제2 패턴형성을 위한 공간 확보용 덮개 물질(cap material)로 사용되어, 이중 패턴(double pattern)을 형성하도록 한다.As the photoresist for forming the first and
이하, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. The following examples are intended to further illustrate the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.
[실시예 1-1] 화학식 2a로 표시되는 고분자 제조 [Example 1-1] Preparation of polymer represented by formula (2a)
반응기에 1-비닐-피롤리돈(이하, VP) 11.1g(0.1 mol), 아크릴릭에시드-2-디메틸아미노-에틸에스테르(이하, DAEMA) 11.4g(0.08 mol), 1-(1-에톡시-에톡시)-4-비닐-벤젠(이하, PEES) 3.84g(0.02 mol) 및 아조비스(이소부티로니트릴)(AIBN) 0.7g를 넣고, 반응물을 아세토니트릴 100g에 용해시킨 후, 동결방법으로 앰플(ampoule)을 사용하여 가스를 제거하고, 가스가 제거된 반응물을 70℃에서 24시간 동안 중합시켰다. 중합반응이 완결된 후, 과량의 디에틸에테르에 반응물을 천천히 적가하여, 생성물을 침전시킨 다음, 다시 아세토니트릴로 용해시키고, 용해된 생성물을 디에틸에테르에서 재침전시켜, 화학식 2a로 표시되는 고분자를 제조하였다. GPC(Gel permeation chromatography)를 이용하여, 합성된 고분자의 중량평균 및 수평균 분자량(Mw, Mn) 및 다분산도(PD: Polydispersity)를 측정하였다(GPC 분석: Mn= 28,600, Mw= 74,500, PD= 2.60).11.1 g (0.1 mol) of 1-vinyl-pyrrolidone (hereinafter referred to as VP), 11.4 g (0.08 mol) of acrylic acid-2-dimethylamino-ethyl ester (hereinafter referred to as DAEMA) (0.022 mol) and azobis (isobutyronitrile) (AIBN) (0.7 g) were dissolved in 100 g of acetonitrile, and the solution was subjected to freezing method Degassed using an ampoule and the degassed reaction was polymerized at 70 < 0 > C for 24 hours. After completion of the polymerization reaction, the reaction product is slowly added dropwise to an excess amount of diethyl ether to precipitate the product, which is then dissolved again in acetonitrile, and the dissolved product is re-precipitated in diethyl ether to obtain the polymer . Weight average and number average molecular weight (Mw, Mn) and polydispersity (PD) of the synthesized polymer were measured by gel permeation chromatography (GPC) (GPC analysis: Mn = 28,600, Mw = 74,500, PD = 2.60).
[실시예 1-2] 화학식 2b로 표시되는 고분자 제조 [Example 1-2] Production of polymer represented by the formula (2b)
2-아크릴릭에시드-2-디메틸아미노-에틸에스테르(DAEMA) 11.4g(0.08 mol) 대신 디메틸아크릴아마이드(이하, DMAA) 7.9g(0.08 mol)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 화학식 2b로 표시되는 고분자를 제조하였다. GPC를 이용하여, 합성된 고분자의 중량평균 및 수평균 분자량(Mw, Mn) 및 다분산도(PD: Polydispersity)를 측정하였다(GPC 분석: Mn= 25,300, Mw= 71,100, PD= 2.81).Except that 7.9 g (0.08 mol) of dimethyl acrylamide (hereinafter DMAA) was used in place of 11.4 g (0.08 mol) of 2-acrylic acid-2-dimethylamino-ethyl ester (DAEMA) To prepare a polymer represented by the formula (2b). Weight average and number average molecular weight (Mw, Mn) and polydispersity (PD) of the synthesized polymer were measured by GPC (GPC analysis: Mn = 25,300, Mw = 71,100, PD = 2.81).
[실시예 1-3] 화학식 2c로 표시되는 고분자 제조 [Example 1-3] Preparation of polymer represented by formula (2c)
2-아크릴릭에시드-2-디메틸아미노-에틸에스테르(DAEMA) 11.4g(0.08 mol) 대신 비닐카프로락탐(이하 VC) 11.1g(0.08 mol)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 화학식 2c로 표시되는 고분자를 제조하였다. GPC를 이용하여, 합성된 고분자의 중량평균 및 수평균 분자량(Mw, Mn) 및 다분산도(PD: Polydispersity)를 측정하였다(GPC 분석: Mn= 31,700, Mw= 76,100, PD= 2.40).Except that 11.1 g (0.08 mol) of vinylcaprolactam (hereinafter referred to as VC) was used in place of 11.4 g (0.08 mol) of 2-acrylic acid-2-dimethylamino-ethyl ester (DAEMA) To prepare a polymer represented by the formula (2c). Weight average and number average molecular weight (Mw, Mn) and polydispersity (PD) of the synthesized polymer were measured by GPC (GPC analysis: Mn = 31,700, Mw = 76,100, PD = 2.40).
[실시예 1-4] 화학식 2d로 표시되는 고분자 제조 [Example 1-4] Preparation of a polymer represented by the formula (2d)
2-아크릴릭에시드-2-디메틸아미노-에틸에스테르(DAEMA) 11.4g(0.08 mol) 대신 1-비닐-피페리딘-2-온 10.1g(0.08 mol) 을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1-1 과 동일한 방법으로 화학식 2d로 표시되는 고분자를 제조하였다. GPC를 이용하여, 합성된 고분자의 중량평균 및 수평균 분자량(Mw, Mn) 및 다분산도(PD: Polydispersity)를 측정하였다(GPC 분석: Mn= 26,000, Mw= 75,600, PD= 2.91).Except that 10.1 g (0.08 mol) of 1-vinyl-piperidin-2-one was used in place of 11.4 g (0.08 mol) of 2-acrylic acid-2-dimethylamino-ethyl ester (DAEMA) The polymer represented by the formula (2d) was prepared in the same manner as in (1). Weight average and number average molecular weight (Mw, Mn) and polydispersity (PD) of the synthesized polymer were measured by GPC (GPC analysis: Mn = 26,000, Mw = 75,600, PD = 2.91).
[실시예 1-5] 화학식 2e로 표시되는 고분자 제조 [Example 1-5] Preparation of polymer represented by formula (2e)
2-아크릴릭에시드-2-디메틸아미노-에틸에스테르(DAEMA) 11.4g(0.08 mol) 대신 비닐이미다졸(이하, VI) 7.5g(0.08 mol)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 화학식 2e로 표시되는 고분자를 제조하였다. GPC를 이용하여, 합성된 고분자의 중량평균 및 수평균 분자량(Mw, Mn) 및 다분산도(PD: Polydispersity)를 측정하였다(GPC 분석: Mn= 27,000, Mw= 81,000, PD= 3.00). Except that 7.5 g (0.08 mol) of vinylimidazole (hereinafter referred to as VI) was used in place of 11.4 g (0.08 mol) of 2-acrylic acid-2-dimethylamino-ethyl ester (DAEMA) The polymer represented by the general formula (2e) was prepared in the same manner. Weight average and number average molecular weight (Mw, Mn) and polydispersity (PD) of the synthesized polymer were measured by GPC (GPC analysis: Mn = 27,000, Mw = 81,000, PD = 3.00).
[실시예 1-6] 화학식 2f로 표시되는 고분자 제조 [Example 1-6] Preparation of polymer represented by formula (2f)
1-(1-에톡시-에톡시)-4-비닐-벤젠 3.84g(0.02 mol) 대신 1-(1-(사이클로헥실메톡시)에톡시)-4-비닐-벤젠 5.2g(0.02 mol) 을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1-5와 동일한 방법으로 화학식 2f로 표시되는 고분자를 제조하였다. GPC를 이용하여, 합성된 고분자의 중량평균 및 수평균 분자량(Mw, Mn) 및 다분산도(PD: Polydispersity)를 측정하였다(GPC 분석: Mn= 26,100, Mw= 67,500, PD=2.59).(0.02 mol) of 1- (1- (cyclohexylmethoxy) ethoxy) -4-vinyl-benzene in place of 3.84 g (0.02 mol) of 1- (1-ethoxy-ethoxy) , The polymer represented by the general formula (2f) was prepared in the same manner as in Example 1-5. Weight average and number average molecular weight (Mw, Mn) and polydispersity (PD) of the synthesized polymer were measured by GPC (GPC analysis: Mn = 26,100, Mw = 67,500, PD = 2.59).
[실시예 1-7] 화학식 2g로 표시되는 고분자 제조 [Example 1-7] Preparation of polymer represented by formula (2g)
1-(1-에톡시-에톡시)-4-비닐-벤젠 3.84g(0.02 mol) 대신 아크릴릭 에시드 1-메틸-사이클로펜틸 에테르 3.08g(0.02 mol) 을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1-5와 동일한 방법으로 화학식 2g로 표시되는 고분자를 제조하였다. GPC를 이용하여, 합성된 고분자의 중량평균 및 수평균 분자량(Mw, Mn) 및 다분산도(PD: Polydispersity)를 측정하였다(GPC 분석: Mn= 26,200, Mw= 46,100, PD= 1.76).(0.02 mol) of acrylic acid 1-methyl-cyclopentyl ether instead of 3.84 g (0.02 mol) of 1- (1-ethoxy- 5, a polymer represented by formula (2g) was prepared. Weight average and number average molecular weight (Mw, Mn) and polydispersity (PD) of the synthesized polymer were measured by GPC (GPC analysis: Mn = 26,200, Mw = 46,100, PD = 1.76).
[실시예 1-8] 화학식 2h로 표시되는 고분자 제조 [Example 1-8] Preparation of polymer represented by formula (2h)
1-(1-에톡시-에톡시)-4-비닐-벤젠 3.84g(0.02 mol) 대신 아크릴릭 에시드 사이클로헥실옥시메틸 에테르3.68g(0.02 mol)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1-5와 동일한 방법으로 화학식 2h로 표시되는 고분자를 제조하였다. GPC를 이용하여, 합성된 고분자의 중량평균 및 수평균 분자량(Mw, Mn) 및 다분산도(PD: Polydispersity)를 측정하였다(GPC 분석: Mn= 19,900, Mw= 58,900, PD= 2.96).Except that 3.68 g (0.02 mol) of acrylic acid cydohexyloxymethyl ether was used in place of 3.84 g (0.02 mol) of 1- (1-ethoxy-ethoxy) -4-vinyl- A polymer represented by the formula (2h) was prepared in the same manner. Weight average and number average molecular weight (Mw, Mn) and polydispersity (PD) of the synthesized polymer were measured by GPC (GPC analysis: Mn = 19,900, Mw = 58,900, PD = 2.96).
[실시예 1-9] 화학식 2i로 표시되는 고분자 제조 [Example 1-9] Preparation of polymer represented by formula (2i)
1-(1-에톡시-에톡시)-4-비닐-벤젠 3.84g(0.02 mol) 대신 2-메틸-아크릴릭에시드-1-메틸-아다만탄닐-에테르 4.68g(0.02 mol)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1-5와 동일한 방법으로 화학식 2i로 표시되는 고분자를 제조하였다. GPC를 이용하여, 합성된 고분자의 중량평균 및 수평균 분자량(Mw, Mn) 및 다분산도(PD: Polydispersity)를 측정하였다(GPC 분석: Mn= 19,600, Mw= 61,300, PD= 3.13). Except that 4.68 g (0.02 mol) of 2-methyl-acrylic acid- 1- methyl-adamantanyl-ether was used instead of 3.84 g (0.02 mol) of 1- (1-ethoxy-ethoxy) , A polymer represented by the formula (2i) was prepared in the same manner as in Example 1-5. Weight average and number average molecular weight (Mw, Mn) and polydispersity (PD) of the synthesized polymer were measured by GPC (GPC analysis: Mn = 19,600, Mw = 61,300, PD = 3.13).
[실시예 2-1 내지 2-10] 포토레지스트 패턴 코팅용 조성물 제조 [Examples 2-1 to 2-10] Preparation of photoresist pattern coating composition
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1-1 내지 1-9에서 합성한 각각의 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자(화학식 2a 내지 2i) 2.7g, 수용성 계면활성제(TCI 사의 설폰아미드(sulfonamide)계 계면활성제) 0.3g, 및 광산발생제(트리페닐설포늄 트리플레이트) 0.15g을 탈이온수 17.0g 또는 탈이온수과 이소프로판올 6:4 혼합용매에 완전히 용해시킨 후, 0.2㎛의 디스크 필터로 여과하여, 포토레지스트 패턴 코팅용 조성물을 제조하였다. As shown in the following Table 1, 2.7 g of each of the polymers for photoresist pattern coating (Formulas 2a to 2i) synthesized in Examples 1-1 to 1-9, 2.7 g of a water-soluble surfactant (sulfonamide-based interface (Triphenylsulfonium triflate) (0.15 g) was completely dissolved in 17.0 g of deionized water or a mixed solvent of deionized water and isopropanol 6: 4, followed by filtration through a 0.2 mu m disk filter to obtain a photoresist To prepare a composition for pattern coating.
[실시예 3-1 내지 3-10] 포토레지스트 패턴 코팅용 조성물을 이용한 반도체 소자의 패턴 형성 [Examples 3-1 to 3-10] Pattern formation of a semiconductor device using a composition for photoresist pattern coating
하기 화학식 3으로 표시되는 ArF용 포토레지스트 폴리머(분자량(Mw): 10,100, 다분산도(PD): 1.89, a: b: c(몰%) = 45: 40: 15) 2g, 트리페닐설포늄 트리플레이트 0.02g 및 트리에탄올아민 0.01g을 프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA) 10g에 녹인 후, 0.2㎛필터로 여과하여 포토레지스트 조성물을 제조하였다.2 g of a photoresist polymer for ArF (molecular weight (Mw): 10,100, polydispersity (PD): 1.89, a: b: c (mol%) = 45:40:15) 0.02 g of triflate and 0.01 g of triethanolamine were dissolved in 10 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), followed by filtration through a 0.2 mu m filter to prepare a photoresist composition.
상기 포토레지스트 조성물을 이용하여, 50 nm 1:3 라인 앤드 스패이스(line and space) 패턴(제1 포토레지스트 패턴)을 형성하였다. 상기 제1 포토레지스트 패턴이 형성된 웨이퍼 상부에, 실시예 2-1 내지 2-10에서 제조한 포토레지스트 패턴 코팅용 조성물을 스핀 코팅하여 박막을 형성한 후, 150℃의 오븐 또는 열판에서 60초 동안 소프트 열처리(soft bake)하고, 탈이온수 또는 2.38중량% 테트라메틸암모늄하이드록사이드(TMAH) 수용액에 60초 동안 침지하여 현상함으로써, 포토레지스트 패턴을 코팅하였다. 이와 같이 코팅된 패턴의 라인의 선폭 변화량을 표 2에 나타내었다. A 50 nm 1: 3 line and space pattern (first photoresist pattern) was formed using the photoresist composition. The photoresist pattern coating compositions prepared in Examples 2-1 to 2-10 were spin-coated on top of the wafer on which the first photoresist pattern was formed to form a thin film. Then, the thin film was baked in an oven or a hot plate at 60 ° C for 60 seconds Soft baked and immersed in an aqueous solution of deionized water or 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) for 60 seconds and developed to coat the photoresist pattern. Table 2 shows the line width variation of the lines of the coated pattern.
CD(Critical Dimension)The line width of the primary pattern,
CD (Critical Dimension)
선폭(line width)After the first photoresist pattern coating,
Line width
다음으로, 하기 화학식 4로 표시되는 KrF용 포토레지스트 폴리머(분자량(Mw): 14,800, 다분산도(PD): 2.02, a: b(몰%) = 65: 35) 2g 및 트리에탄올아민 0.01g을 프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA) 10g에 녹인 후, 0.2㎛필터로 여과하여 포토레지스트 조성물을 제조하였다.Next, 2 g of KrF photoresist polymer (molecular weight (Mw): 14,800, polydispersity (PD): 2.02, a: b (mol%) = 65:35) represented by the following formula 4 and 0.01 g of triethanolamine And dissolved in 10 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), followed by filtration through a 0.2 mu m filter to prepare a photoresist composition.
상기 1차 포토레지스트 패턴의 스페이스 부분에 2차 패턴을 형성하기 위하여, 상기 웨이퍼에 상기 포토레지스트 조성물(제2 패턴용 레지스트)을 스핀 코팅하고, 120℃의 오븐 또는 열판에서 60초 동안 소프트 열처리한 다음, 열처리된 웨이퍼를 2.38중량% 테트라메틸암모늄하이드록사이드(TMAH) 수용액에 60초 동안 침지하여 현상하여, 코팅부를 제거하였다. 이와 같이, 제1 포토레지스트 패턴의 스페이스 부분에 1차 포토레지스트 패턴 보다 높이가 낮은 2차 레지스트 패턴을 형성하였으며, 실시예 3-3의 화합물을 이용하여 형성된 레지스트 패턴의 전자주사 현미경 사진을 도 3에 나타내었다. 도 3으로부터, 본 발명에 따른 자가 더블 패터닝 과정에 의하여, 1:3 라인 앤드 스패이스 부분에 용이하게 제2 레지스트 패턴을 형성할 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 포토레지스트 패턴 코팅용 고분자를 이용하여, 제2 레지스트 패턴을 형성하면, 기존의 193 nm, 248 nm 및 그 외의 광원을 이용한 반도체 노광장비 마스크 정열 과정이 불필요하며, 웨이퍼의 가열 및 현상 과정 만으로, 자가 더블 패터닝 과정을 수행할 수 있다. In order to form a secondary pattern on the space portion of the primary photoresist pattern, the photoresist composition (resist for the second pattern) was spin-coated on the wafer and soft-heat-treated for 60 seconds in an oven or a hot plate at 120 캜 Then, the heat-treated wafer was immersed in an aqueous 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution for 60 seconds to develop the coating, thereby removing the coated portion. As described above, a secondary resist pattern having a height lower than that of the primary photoresist pattern was formed in the space portion of the first photoresist pattern, and a scanning electron micrograph of the resist pattern formed using the compound of Example 3-3 is shown in FIG. 3 Respectively. It can be seen from FIG. 3 that by the self double patterning process according to the present invention, the second resist pattern can be easily formed in the 1: 3 line and the spacer portion. Therefore, when the second resist pattern is formed using the polymer for photoresist pattern coating according to the present invention, it is unnecessary to align the semiconductor exposure apparatus mask using the conventional 193 nm, 248 nm and other light sources, And a self-double patterning process can be performed only by the developing process.
도 1은 종래의 미세 포토레지스트 패턴 형성 방법의 일 예를 보여주는 도면.1 is a view showing an example of a conventional method of forming a fine photoresist pattern.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자의 패턴 형성 방법의 일 예를 보여주는 도면.2 is a view showing an example of a pattern forming method of a semiconductor device according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 소자의 패턴 형성 방법에 따라 형성된 레지스트 패턴의 전자주사 현미경 사진.3 is an electron micrograph of a resist pattern formed according to a method of forming a pattern of a semiconductor device according to the present invention.
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