KR101899163B1 - 포토레지스트 사용량을 절감할 수 있는 신너 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 알콕시 알킬 프로피오네이트, 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트 및 알킬 아세테이트를 포함하는 신너 조성물에 관한 것으로, 상기 신너 조성물은 포토레지스트를 도포하기 이전에 포토레지스트의 도포성능을 향상시켜 포토레지스트의 사용량을 감소시키므로 신너 조성물을 먼저 도포하는 공정에서도 우수한 성능을 나타내고, 다양한 포토레지스트 및 하부반사방지막(BARC)에 대하여 우수한 용해성 및 EBR 특성을 가지며, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼의 재생 공정에 사용시 우수한 특성을 나타낸다.

Description

포토레지스트 사용량을 절감할 수 있는 신너 조성물{Thinner composition to reduce photoresist consumption}
본 발명은 포토레지스트 사용량을 절감할 수 있는 신너 조성물에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 본 발명은 포토레지스트의 도포성능을 향상시키기 위해 웨이퍼 표면을 전처리 하는 공정에서도 우수한 특성을 가지는 동시에 포토레지스트 사용량을 절감할 수 있는 신너 조성물에 관한 것이며, 다양한 포토레지스트 및 하부반사방지막(BARC) 및 언더레이어(underlayer)에 대하여 우수한 용해성 및 EBR 특성을 가지며, 포토레지스트가 사용된 웨이퍼의 리워크(rework) 공정에서도 우수한 특성을 가지는 신너 조성물에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조공정 중 포토리소그래피(photolithography) 공정은 웨이퍼 상에 감광성 수지 조성물을 도포하고, 사전에 설계된 패턴을 전사한 후 전사된 패턴에 따라 적절하게 식각 공정을 통하여 전자회로를 구성해나가는 작업으로 매우 중요한 작업 중의 하나이다.
이러한 포토리소그래피 공정은 (1)웨이퍼의 표면에 감광성 수지 조성물을 균일하게 도포하는 도포공정, (2)도포된 감광막으로부터 용매를 증발시켜 감광막이 웨이퍼의 표면에 부착되게 하는 소프트 베이킹(soft baking) 공정, (3)자외선 등의 광원을 이용하여 마스크 상의 회로패턴을 반복적, 순차적으로 축소 투영하면서 감광막을 노광시켜 마스크의 패턴을 감광막 상으로 전사하는 노광 공정, (4)광원에의 노출에 의한 감광에 따라 용해도 차와 같은 물리적 성질이 다르게 된 부분들을 현상액을 사용하여 선택적으로 제거하는 현상 공정, (5)현상작업 후 웨이퍼 상에 잔류하는 감광막을 웨이퍼에 보다 긴밀하게 고착시키기 위한 하드 베이킹(hard baking) 공정, (6)현상된 감광막의 패턴에 따라 일정부위를 에칭하는 식각 공정 및 (7)상기 공정 후 불필요하게 된 감광막을 제거하는 박리 공정 등으로 진행된다.
상기 포토리소그래피 공정 중에서 웨이퍼 상에 감광막을 공급하고 기판을 회전시켜 원심력에 의해 표면을 고르게 퍼지게 하는 회전도포 공정은 원심력으로 인해 기판의 에지부위와 후면에 감광막이 몰리게 되어 작은 구형물질이 형성된다. 상기 구형물질은 베이크 공정을 거친 후 기판의 이송도중 박리되어 장치 내의 파티클의 원인이 되기도 하고, 노광 시 디포커스(defocus)의 원인이 되기도 한다. 이런 불필요한 감광물질이 장비오염의 원인이 되어 반도체 소자의 제조공정에 있어서 수율을 저하시키므로, 기판의 에지부위와 후면부위의 상하에 분사노즐을 설치하고 상기 노즐을 통하여 에지부위와 후면부위에 유기용매 성분으로 구성된 신너 조성물을 분사하여 이를 제거하고 있다.
상기 신너 조성물의 성능을 결정짓는 요소로 용해속도 및 휘발성 등을 들 수 있다. 신너 조성물의 용해속도는 감광성 수지를 얼마나 효과적으로 빠르게 용해시켜 제거할 수 있는지를 결정하므로 매우 중요하다. 구체적으로 에지부위의 린스에 있어서, 적절한 용해속도를 가져야만 매끄러운 처리단면을 가질 수 있으며, 용해속도가 너무 높은 경우에는 기판에 도포된 감광막의 린스에서 감광막 어택(attack)이 나타날 수 있다. 반대로 용해속도가 너무 낮은 경우에는 기판에 도포된 감광막의 린스에서 테일링(tailing)이라고 하는 부분 용해된 감광막 테일(tail) 흐름 현상이 나타날 수 있다. 특히 최근 들어 반도체 직접회로의 고집적화, 고밀도화에 따른 기판의 대구경화로 인해, 회전도 포기를 이용한 린스공정의 경우 회전속도의 저회전(rpm)화는 필연적이라고 할 수 있다. 이런 린스의 공정에서 저회전에 따른 기판의 요동 현상 및 분사되는 신너 조성물의 접촉속도에서 적절한 용해속도를 지니지 못할 경우 튐(bounding) 현상이 나타나며, 불필요한 신너 조성물의 사용이 늘게 된다. 이와 같은 기판의 대구경화로 인한 저회전 린스 공정에서는 종래의 고회전 린스 공정보다 더욱 신너의 강력한 용해 속도가 요구되고 있다.
또한, 신너 조성물은 감광성 수지를 제거하고 난 후, 쉽게 휘발하여 기판의 표면에 잔류하지 않을 것이 요구된다. 휘발성이 너무 낮아 신너 조성물이 휘발되지 못하고 잔류하는 경우, 잔류하는 신너 자체가 각종의 공정, 특히 후속 식각 공정 등에서 오염원으로 작용하여 반도체 소자의 수율을 저하시키는 문제점으로 작용할 수 있다. 이와는 반대로 휘발성이 너무 높으면 기판이 급속히 냉각하여 도포된 감광막의 두께 편차가 심해지는 현상이 발생할 수 있고 사용 중에 대기 중으로 쉽게 휘발되어 청정성을 저하시키는 원인이 될 수 있다.
현재 반도체 리소그라피 공정에서 포토레지스트로 사용하고 있는 i-라인 포토레지스트, KrF, ArF, EUV, KrF 반사방지막, ArF 반사방지막 등은 모두 구성하고 있는 주성분이 다르다. 따라서, 이들 모두의 용해성 및 도포성을 향상시키기 위한 유기용매의 조성 함량의 조절이 필요하다.
대한민국 등록특허 제10-0951365호는 알킬렌글리콜 모노 알킬 에테르 프로피오네이트, 알킬 락테이트 및 감마 부티로 락톤을 포함하는 반도체 소자 및 액정 디스플레이 소자 제조공정에 사용되는 조성물을 개시하고 있다. 그러나, 상기 조성물은 알콕시 알킬 프로피오네이트의 함량이 높아 휘발성이 낮아지고 포토레지스트 제거 경계면에 테일링 현상을 유도할 뿐 아니라 후속 공정에서 방해입자로 작용하여 제조공정의 생산성을 저하시키는 문제점을 발생시킬 수 있으며, 신너의 가격을 높이는 원인이 된다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0021189호는 수소결합이 가능한 유기용제, 글리콜류, 에스터류 등을 포함하는 신너 조성물을 개시하고 있는데, 상기 조성물은 포토레지스트 도포량을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 포토레지스트의 균일한 도포를 달성할 수 있고, 기판의 가장자리부 또는 후면부에 도포된 불필요한 포토레지스트를 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 수소결합에 의해 신너의 점도가 높아지고 휘발성이 저하되어 신너가 휘발하지 못하고 잔류하여 포토레지스트 제거 경계면에 테일링 현상을 유도할 뿐 아니라 후속 공정에서 방해입자로 작용하여 제조공정의 생산성을 저하시키는 문제점을 발생시킬 수 있다.
따라서, 다양한 포토레지스트막, 하부 반사방지막(BARC) 및 언더레이어(underlayer)에 대하여 우수한 용해도를 가지며, 적절한 휘발도를 갖고 있어 포토레지스터를 도포하는데 있어서 우수한 도포 성능을 나타냄으로써 포토레지스트 사용량을 절감할 수 있는 신너 조성물이 요구되고 있다.
KR 10-0951365 B KR 10-2011-0021189 A
본 발명의 목적은 포토레지스트의 도포성능을 향상시키기 위해 웨이퍼 표면을 전처리 하는 공정에서도 우수한 특성을 가지는 동시에 포토레지스트 사용량을 절감할 수 있는 신너 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 다양한 포토레지스트 및 하부반사방지막(BARC) 및 언더레이어(underlayer)에 대하여 우수한 용해성 및 EBR 특성을 가지며, 포토레지스트가 사용된 웨이퍼의 리워크(rework) 공정에서도 우수한 특성을 가지는 신너 조성물을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 알콕시 알킬 프로피오네이트, 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트 및 알킬 아세테이트를 포함하는 신너 조성물을 제공한다.
본 발명의 신너 조성물은 포토레지스트를 도포하기 이전에 포토레지스트의 도포성능을 향상시켜 포토레지스트의 사용량을 감소시키므로 신너 조성물을 먼저 도포하는 공정에서도 우수한 성능을 나타낸다.
또한, ArF 용 포토레지스트 등을 비롯한 다양한 포토레지스트 및 하부반사방지막(BARC)에 대하여 우수한 용해성 및 EBR 특성을 가지며, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼의 재생 공정에 사용시 우수한 특성을 나타낸다.
도 1은 8 인치 웨이퍼 상에 신너 0.5cc 도포 후 포토레지스트 도포 시 포토레지스트가 웨이퍼 상에 100% 도포된 경우(◎: RRC결과)의 사진이다.
도 2는 8 인치 웨이퍼 상에 신너 0.5cc 도포 후 포토레지스트 도포 시 포토레지스트가 웨이퍼 상에 90% 미만 도포된 경우(X: RRC결과)의 사진이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 신너 조성물은 알콕시 알킬 프로피오네이트, 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트 및 알킬 아세테이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 신너 조성물은 조성물 총 중량에 대하여, 알콕시 알킬 프로피오네이트 25.0~45.0 중량%, 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트 15.0~60.0 중량% 및 알킬 아세테이트 25.0~65.0 중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 알콕시 알킬 프로피오네이트 30.0~40.0 중량%, 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트 15.0~40.0 중량% 및 알킬 아세테이트 25.0~50.0 중량%를 포함한다.
상기 알콕시 알킬 프로피오네이트는 메톡시 메틸 프로피오네이트, 메톡시 에틸 프로피오네이트, 메톡시 프로필 프로피오네이트, 메톡시 부틸 프로피오네이트, 에톡시 메틸 프로피오네이트, 에톡시 에틸 프로피오네이트, 에톡시 프로필 프로피오네이트 및 에톡시 부틸 프로피오네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종이다.
알콕시 알킬 프로피오네이트가 25.0중량% 미만으로 포함되는 경우, 적은 양의 포토레지스트로 웨이퍼를 도포할 수 있는 RRC(reducing resist coating) 효과가 떨어져서 바람직하지 않다. 또한 45.0 중량%를 초과하여도 포토레지스트가 균일하게 도포되지만 본 발명에서 목적으로 하는 효과에 큰 성능 향상은 없다.
상기 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트는 알킬기가 탄소수 1 내지 10인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 및 프로필렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종이다.
프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트는 포토레지스트에 대한 용해성이 우수하고, 적절한 표면장력이 구현되어 포토레지스트가 균일하게 도포되는 이점이 있다. 하지만 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트의 범위가 15.0 중량% 미만으로 포함되는 경우, 표면장력이 높아져서 포토레지스트의 도포 시 고르게 퍼지지 못하고 웨이퍼 상의 미세판 패턴 단차를 극복하지 못하여 가장자리가 갈라지는 현상이 발생한다.
상기 알킬 아세테이트는 n-부틸 아세테이트인 것이 바람직하다.
알킬 아세테이트가 25.0 중량% 미만으로 포함되는 경우 본 발명에서 목적으로 하는 효과를 얻기 어려우며, 65.0 중량%를 초과하여 포함되면 휘발도가 낮아져 신너가 휘발하지 못하고 잔류하여 포토레지스트 제거 경계면에 테일링 현상을 유도할 뿐 아니라 후속 공정에서 방해입자로 작용하여 생산성을 저하시키는 문제를 야기할 수 있다.
상기 신너 조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제는 저분자량( Mw < 200 )의 탄화수소계 글리콜 에테르 타입으로 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 메틸 에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸 에틸 에테르 및 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르로 이루어진 군에서 선택되는 1종이다.
첨가제는 조성물 총 중량에 대하여 10 내지 1000 중량 ppm으로 포함되며, 상술한 범위를 만족하면, EBR 특성이 개선되고 표면장력이 감소하여 공정에서 발생할 수 있는 결함이 감소된다.
이러한 본 발명의 신너 조성물은 반도체 소자 또는 박막트랜지스터 액정표시소자의 제조공정에 있어서 EBR 공정, 리워크(Rework) 공정, 웨이퍼 하부면 세척공정, 포토레지스트의 도포 공정에서 포토레지스트를 도포하기 이전에 웨이퍼 표면을 전처리하는 공정 등에서 사용될 수 있다.
본 발명의 신너 조성물은 패턴 구현을 위해 사용되는 포토레지스트의 사용량을 획기적으로 절감할 수 있을 뿐 아니라, 균일한 도포를 달성할 수 있고, 기판의 에지부위 및 후면부위에 분사하여 불필요한 포토레지스트를 효과적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 또는 박막트랜지스터 액정표시소자의 제조방법에 사용될 수 있다. 이때, 상기 신너 조성물의 분사량은 5 내지 50cc/min인 것이 바람직하다.
이후 공정은, 반도체 소자 및 박막트랜지스터 액정표시소자의 제조는 해당기술 분야에 알려진 일반적인 기술에 의하여 제조될 수 있다.
본 발명의 신너 조성물은 다양한 포토레지스트막, 하부 반사방지막(BARC) 및 언더레이어(underlayer)에 대하여 우수한 용해도를 가지며, EBR 특성, rework 특성 및 포토레지스트의 도포성능을 향상시킬 수 있다. 특히, i-라인, KrF, ArF 용 포토레지스트의 경우 구성하는 감광성 레진의 기본 구조가 다르기 때문에, 이들 모두의 용해성 및 도포성을 향상시키기 위한 유기용매의 조성 함량의 조절이 필요하지만, 본 발명의 신너 조성물은 이를 만족 시킨다.
또한, 본 발명의 신너 조성물은 극성이 높은 구조를 갖는 포토레지스트 및 반사방지막의 주요 성분들에 대한 용해능이 우수하여 EBR 공정, 웨이퍼 하부 세척공정 및 포토레지스트 도포이전의 웨이퍼 상부의 전처리 공정이 끝난 후, 코터의 컵홀더를 오염시키거나 배출구를 막는 현상이 발생하지 않는다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의하여 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1~7 및 비교예 1~7: 신너 조성물의 제조
교반기가 설치되어 있는 혼합조에 알콕시 알킬 프로피오네이트, 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트 및 알킬 아세테이트를 하기 표 1에 기재된 조성비로 첨가한 후, 상온에서 1시간 동안 500rpm의 속도로 교반하여 신너 조성물을 제조하였다.
A (중량%) B
(중량%)		 C
(중량%)		 D (중량%) E (중량%) 첨가제
(중량ppm)
실시예1 25.0 15.0 60.0
실시예2 30.0 20.0 50.0
실시예3 35.0 20.0 45.0
실시예4 40.0 40.0 20.0
실시예5 45.0 15.0 40.0
실시예6 30.0 20.0 50.0 100
실시예7 35.0 25.0 40.0 100
비교예1 100.0
비교예2 100.0
비교예3 100.0
비교예4 35.0 65.0
비교예5 35.0 65.0
비교예6 10.0 10.0 80.0
비교예7 40.0 10.0 50.0
[주]
A: 메톡시 프로필 프로피오네이트(methoxy propyl propionate)
B:프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(propyleneglycol monomethylether acetate)
C: 부틸 아세테이트(n-Butyl acetate)
D: 에틸 아세테이트(ethyl acetate)
E: 프로필 아세테이트(propyl acetate)
첨가제: 디에틸렌 글리콜 메틸 에틸 에테르(diethylene glycol methyl ethyl ether)
시험예 1: 포토레지스트 종류에 따른 RRC ( reducing resist coating ) 성능 평가
실시예 1 내지 7과 비교예 1 내지 7의 신너 조성물을 사용하여 하기 표 2의 5가지의 포토레지스트에 대한 RRC 성능을 시험하였다. 하기 표 3과 같은 레시피에 따라 8인치 산화실리콘 기판에 5가지 포토레지스트를 도포하기 이전에 각각의 신너 조성물을 도포 후 신너 조성물에 따른 포토레지스트의 도포 분포 및 소비량을 측정하는 RRC 공정을 실시하였다. BARC의 경우에도 열처리를 하지 않은 상태에서 각각의 신너 조성물을 사용하여 RRC 공정을 실시하였다. 8 인치 웨이퍼 위에 신너 조성물 0.5cc 를 도포한 후 PR1 ~ PR4는 1.0 cc, BARC는 0.4cc를 각각 도포한 후 포토레지스트 소비량의 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
구분 PR 종류
PR1 i-line용 PR
PR2 KrF용 PR
PR3 ArF용 PR
PR4 ArF-immersion용 PR
BARC ArF용 BARC
스텝 시간(sec) 스피드(rpm) 액셀(rpm/sec) 디스펜스 (cc)
1 2.5 0 10,000 0.5(Thinner)
2 1.5 900 10,000 0
3 9.5 1500 10,000 0
4 5.0 600 10,000 0.5~1(PR)
5 5.0 1500 10,000 0
6 10.0 1000 10,000 0
PR1
(1.0cc)		 PR2
(1.0cc)		 PR3
(1.0cc)		 PR4
(1.0cc)		 BARC (0.4cc)
실시예1 ○ ○ ◎ ◎ ○
실시예2 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예3 ◎ ◎ ◎ ◎ ○
실시예4 ○ ○ ○ ◎ ○
실시예5 ○ ◎ ◎ ◎ ○
실시예6 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예7 ◎ ◎ ◎ ◎ ○
비교예1 X X X X X
비교예2 X X X X X
비교예3 X X X X X
비교예4 ○ ○ △ △ △
비교예5 ○ ○ △ △ △
비교예6 ○ ○ X X X
비교예7 ○ ○ X X X
[주]
◎: RRC결과 8inch 웨이퍼에 위에 신너 0.5cc 도포 후 포토레지스트 도포 시 포토레지스트가 웨이퍼 상에 100% 도포된 경우
○: RRC결과 8inch 웨이퍼에 위에 신너 0.5cc 도포 후 포토레지스트 도포 시 포토레지스트가 웨이퍼 상에 95~99% 도포된 경우
△: RRC결과 8inch 웨이퍼에 위에 신너 0.5cc 도포 후 포토레지스트 도포 시 포토레지스트가 웨이퍼 상에 90~94% 도포된 경우
X: RRC결과 8inch 웨이퍼에 위에 신너 0.5cc 도포 후 포토레지스트 도포 시 포토레지스트가 웨이퍼 상에 90% 미만 도포된 경우
상기 표 4를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 7의 신너 조성물들은 모든 포토레지스트에 대하여 우수한 RRC 성능을 나타낸다. 반면, 비교예 1 내지 7의 신너 조성물들은 실시예 1 내지 7의 신너 조성물에 비해 포토레지스트의 도포성이 현저히 떨어짐을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 1 내지 7의 신너 조성물은 RRC의 회전 속도(rpm)조건을 변화시킬 경우에도 동등하게 우수한 RRC 성능을 유지하였다. 이는 본 발명에 따른 신너 조성물이 특정조건에서만 효과를 보이는 것이 아니라, 다양한 조건에서 동일한 성능을 보이는 것으로 공정조건의 변화에 대해 종래의 신너 조성물보다 안정하다는 것을 의미한다.
시험예 2: 신너 조성물의 불필요한 포토레지스트 제거 실험
8인치(inch) 산화 실리콘 기판에 상기 표 2에 기재되어 있는 포토레지스트를 도포한 후, 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 7의 신너 조성물을 하기의 표 5에 기재되어 있는 조건으로 에지부위의 불필요한 포토레지스트를 제거하는 실험(Edge Bead Removing 실험: 이하 EBR 실험이라 함)을 진행하였다. 각 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 7의 신너 조성물들은 압력계가 장치된 가압통에서 공급되며, 이때의 압력은 압력은 1kgf이였고, EBR 노즐에서 나오는 신너 조성물의 유량은 10 내지 30cc/min으로 하였다. 그리고 광학현미경 및 주사전자현미경을 이용하여 불필요한 포토레지스트의 제거성능을 평가하여, 그 결과를 하기의 표 6에 나타내었다.
구분 회전속도(rpm) 시간(Sec)
분배(dispense)조건 300~2000 7
스핀코팅 감광막 두께에 따라 조절 15
EBR 조건1 2000 20
EBR 조건2 2000 25
건조 조건 1300 6
PR1 PR2 PR3 PR4 BARC
실시예1 ○ ○ ○ ◎ ○
실시예2 ○ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예3 ○ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예4 ○ ○ ◎ ◎ ◎
실시예5 ○ ○ ◎ ◎ ◎
실시예6 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예7 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
비교예1 X △ △ △ X
비교예2 X X △ △ X
비교예3 X X X X X
비교예4 ○ ○ △ △ △
비교예5 ○ ○ △ △ △
비교예6 ○ △ △ X X
비교예7 ○ ○ X X X
[주]
◎: EBR 후 감광막에 대한 EBR 라인 균일성(line uniformity)이 일정
○: EBR 후 감광막에 대한 EBR 라인 균일성이 75% 이상으로 양호한 직선 상태
△: EBR 후 에지 부분의 모양이 신너의 용해작용을 받아서 일그러진 상태
X: EBR 후 에지부위의 막에 테일링(tailing) 현상이 발생한 것
상기 표 6을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 7의 신너 조성물들은 모든 포토레지스트에 대하여 우수한 EBR 성능을 나타낸다. 반면, 비교예 1 내지 7의 신너 조성물들은 포토레지스트에 대한 침투현상을 억제하는데 있어서 실시예 1 내지 7에 따른 본 발명의 신너 조성물에 비해 성능이 현저히 떨어짐을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 실시예 1 내지 7의 신너 조성물은 많은 종류의 포토레지스트와 하부 반사 방지막(BARC)의 EBR 성능을 모두 만족시킨다고 볼 수 있다.
또한, 실시예 1 내지 7의 신너 조성물들은 EBR의 회전 속도(rpm)조건을 변화시킬 경우에도 동등하게 우수한 EBR 성능을 유지하였다. 이는 본 발명에 따른 신너 조성물이 특정조건에서만 효과를 보이는 것이 아니라, 다양한 조건에서 동일한 성능을 보이는 것으로 공정조건의 변화에 대해 종래의 신너 조성물보다 안정하다는 것을 의미한다.
시험예 3: 포토레지스트 종류에 따른 코팅 균일성 평가
실시예 1 내지 7과 비교예 1 내지 7의 신너 조성물을 사용하여 상기 표 2의 5가지의 포토레지스트에 대한 코팅 균일성을 시험하였다. 하기 표 7과 같은 레시피에 따라 8인치 산화실리콘 기판 위에 포토레지스트를 도포한 후 웨이퍼의 중앙과 웨이퍼의 중앙에서 1인치, 2인치 거리의 지점을 X자 모양으로 총 12곳, 모두 13곳(도 2 참조)을 측정하여 포토레지스트가 균일하게 도포되었는지를 확인하였고 그 결과를 하기의 표 8에 나타내었다.
스텝 시간(sec) 스피드(rpm) 액셀(rpm/sec) 디스펜스 (cc)
1 5 0 10,000 2.0 (Thinner)
2 5 700 10,000 0
3 3 2,000 10,000 0
4 20 2,000 10,000 0.30 (PR)
5 5 700 10,000 0
6 5 0 10,000 0
PR1 PR2 PR3 PR4 BARC
실시예1 ○ ○ ○ ○ ○
실시예2 ○ ◎ ◎ ◎ ○
실시예3 ○ ◎ ◎ ◎ ○
실시예4 ○ ◎ ◎ ◎ ○
실시예5 ○ ○ ○ ◎ ○
실시예6 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예7 ◎ ◎ ◎ ◎ ○
비교예1 X X △ △ △
비교예2 X X △ △ △
비교예3 X X △ △ △
비교예4 X △ ○ △ △
비교예5 X △ ○ △ △
비교예6 ○ ○ X X X
비교예7 ○ ○ X X X
[주]
◎: 도포 막두께의 표준편차가 1% 이하인 경우
○: 도포 막두께의 표준편차가 2% 이하인 경우
△: 도포 막두께의 표준편차가 3% 이하인 경우
X: 도포 막두께의 표준편차가 3% 초과인 경우
시험예 4: 포토레지스트 종류에 따른 rework 성능 평가
실시예 1 내지 7과 비교예 1 내지 7의 신너 조성물을 사용하여 상기 표 2의 5가지의 포토레지스트에 대한 rework 성능을 시험하였다. 하기 표 9과 같은 레시피에 따라 8인치 산화실리콘 기판에 5가지 포토레지스트를 도포한 이후 소프트베이킹 공정이 끝난 웨이퍼를 각각의 신너 조성물을 사용하여 rework 공정을 실시하였다. BARC의 경우에는 도포 이후 열처리를 하지 않은 상태에서 각각의 신너 조성물을 사용하여 rework 공정을 실시하였다.
Rework 된 산화실리콘 기판을 TOPCON사의 surface scan 장비(Model명: WM-1500)를 사용하여 표면 상태를 평가하였다. 그 결과를 하기의 표 10에 나타내었다.
스텝 시간(sec) 스피드(rpm) 액셀(rpm/sec) 디스펜스 (cc)
1 2 0 10,000 0
2 2 1000 10,000 0
3 4 1000 10,000 2.0 (Thinner)
4 9.5 4000 10,000 0
5 0 0 10,000 0
PR1 PR2 PR3 PR4 BARC
실시예1 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예2 ○ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예3 ○ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예4 ○ ○ ◎ ◎ ○
실시예5 ○ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예6 ○ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예7 ○ ◎ ◎ ◎ ◎
비교예1 X X △ △ △
비교예2 X X △ △ △
비교예3 X X △ △ X
비교예4 △ △ △ ○ ○
비교예5 △ △ △ ○ ○
비교예6 ○ ○ X X X
비교예7 ○ ○ X X X
[주]
◎: Surface scan 결과 Rework된 산화실리콘 표면 파티클의 개수가 1000개 미만인 경우
○: Surface scan 결과 Rework된 산화실리콘 표면 파티클의 개수가 1000개 이상 2000개 미만인 경우
△: Surface scan 결과 Rework된 산화실리콘 표면 파티클의 개수가 2000개 이상 3000개 미만인 경우
X: Surface scan 결과 Rework된 산화실리콘 표면 파티클의 개수가 3000개 이상인 경우

Claims (11)

  1. 알콕시 알킬 프로피오네이트 25.0~45.0 중량%, 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트 15.0~40.0 중량% 및 알킬 아세테이트 25.0~50.0 중량%를 포함하고,
    상기 알콕시 알킬 프로피오네이트는 메톡시 에틸 프로피오네이트, 메톡시 프로필 프로피오네이트, 메톡시 부틸 프로피오네이트, 에톡시 메틸 프로피오네이트, 에톡시 프로필 프로피오네이트 및 에톡시 부틸 프로피오네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종인 것을 특징으로 하는 신너 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트는 알킬기가 탄소수 1 내지 10인 것을 특징으로 하는 신너 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트는 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 및 프로필렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종인 것을 특징으로 하는 신너 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 알킬 아세테이트는 n-부틸 아세테이트인 것을 특징으로 하는 신너 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 신너 조성물에 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신너 조성물.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 첨가제는 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 메틸 에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸 에틸 에테르 및 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르로 이루어진 군에서 선택되는 1종인 것을 특징으로 하는 신너 조성물.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 첨가제는 상기 신너 조성물 총 중량에 대하여 10 내지 1000 중량 ppm으로 포함되는 것을 특징으로 하는 신너조성물.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 신너 조성물은 포토레지스트 사용량을 절감하기 위해 사용되는 것임을 특징으로 하는 신너 조성물.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 신너 조성물은 반도체 소자 또는 박막트랜지스터 액정표시소자의 제조공정에 있어서 EBR 공정, 리워크(Rework) 공정, 웨이퍼 하부면 세척공정 또는 포토레지스트의 도포 공정에서 포토레지스트를 도포하기 이전에 웨이퍼 표면을 전처리하는 공정에 사용되는 것을 특징으로 하는 신너 조성물.
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