KR101957876B1 - 극자외선 리소그래피용 공정액 조성물 및 이를 이용하는 패턴 형성 방법 - Google Patents

극자외선 리소그래피용 공정액 조성물 및 이를 이용하는 패턴 형성 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101957876B1
KR101957876B1 KR1020180068034A KR20180068034A KR101957876B1 KR 101957876 B1 KR101957876 B1 KR 101957876B1 KR 1020180068034 A KR1020180068034 A KR 1020180068034A KR 20180068034 A KR20180068034 A KR 20180068034A KR 101957876 B1 KR101957876 B1 KR 101957876B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pattern
alkyl ether
weight
extreme ultraviolet
hydroxide
Prior art date
Application number
KR1020180068034A
Other languages
English (en)
Inventor
이수진
함경국
이승훈
이승현
Original Assignee
영창케미칼 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 영창케미칼 주식회사 filed Critical 영창케미칼 주식회사
Priority to KR1020180068034A priority Critical patent/KR101957876B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101957876B1 publication Critical patent/KR101957876B1/ko
Priority to PCT/KR2019/006127 priority patent/WO2019240398A1/ko
Priority to JP2020563995A priority patent/JP2021521493A/ja
Priority to CN201980038436.0A priority patent/CN112272799A/zh
Priority to US17/054,371 priority patent/US11473035B2/en
Priority to TW108117912A priority patent/TWI708838B/zh
Priority to JP2022193089A priority patent/JP2023025169A/ja
Priority to JP2022193083A priority patent/JP2023025168A/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/42—Stripping or agents therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/08—Cleaning involving contact with liquid the liquid having chemical or dissolving effect
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/38—Cationic compounds
    • C11D1/62—Quaternary ammonium compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66—Non-ionic compounds
    • C11D1/72—Ethers of polyoxyalkylene glycols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/66—Non-ionic compounds
    • C11D1/722—Ethers of polyoxyalkylene glycols having mixed oxyalkylene groups; Polyalkoxylated fatty alcohols or polyalkoxylated alkylaryl alcohols with mixed oxyalkylele groups
    • C11D11/0047—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/26—Organic compounds containing nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16—Organic compounds
    • C11D3/26—Organic compounds containing nitrogen
    • C11D3/30—Amines; Substituted amines ; Quaternized amines
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2004—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the use of a particular light source, e.g. fluorescent lamps or deep UV light
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
    • C11D2111/10—Objects to be cleaned
    • C11D2111/14—Hard surfaces
    • C11D2111/22—Electronic devices, e.g. PCBs or semiconductors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명은 극자외선 노광원으로 한정된 폴리하이드록시스타이렌(polyhydxoystyrene)을 포함하는 포토레지스트 패턴의 붕괴를 감소시키기 위한 공정액 조성물 및 이를 이용한 패턴의 형성 방법에 관한 것으로서, 공정액 조성물은 HLB 값이 9내지 16인 비이온성 계면활성제 0.0001 내지 1중량%와, 테트라에틸암모늄하이드록사이드, 테트라프로필암모늄하이드록사이드, 테트라부틸암모늄하이드록사이드 또는 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 알칼리 물질 0.0001 내지 1중량%, 및 물 98 내지 99.9998중량%를 포함하는 것이며, 극자외선 노광원으로 한정된 폴리하이드록시스타이렌을 포함하는 포토레지스트 패턴의 붕괴를 감소시키는 효과를 갖는 것이다.

Description

극자외선 리소그래피용 공정액 조성물 및 이를 이용하는 패턴 형성 방법{PROCESS LIQUID COMPOSITION FOR EXTREME ULTRAVIOLET LITHOGRAPHY AND THE METHOD FOR FORMING PATTERN USING THE SAME}
본원 발명은 반도체 제조 공정 중 극자외선 노광원에 사용되는 폴리하이드록시스타이렌(polyhydroxystyrene)을 포함하는 포토레지스트 패턴의 붕괴를 감소시키기 위한 공정액 조성물 및 그 조성물을 이용하는 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
반도체를 제조하는 공정에 있어서, 더 미세한 패턴을 형성하기 위해 더 작은 파장대의 광원을 필요로 하고 있다. 현재 극자외선(EUV, extreme ultra violet, 13.5nm 파장) 광원을 이용한 리소그래피 기술이 활발히 이용되고 있으며 이를 이용하여 더 미세한 패턴을 구현할 수 있게 되었다. 그러나 극자외선 용 포토레지스트의 에칭(etching) 내성이 여전히 개선되지 못하고 있으므로 종횡비가 큰 포토레지스트 패턴이 계속적으로 필요로 되고 있으며, 이로 인해 현상 중 패턴 붕괴가 쉽게 일어나서 제조 공정에서 공정 마진이 크게 줄어드는 문제가 발생하고 있다.
이에, 미세 패턴 형성 중 발생되는 붕괴를 개선하기 위한 기술 개발이 요구되고 있다. 패턴 붕괴 수준을 개선하기 위해 포토레지스트의 성능 향상이 최선일 수 있으나 모든 성능을 만족시키는 포토레지스트의 신규 개발이 어려운 현실을 무시할 수 없는 상황이다.
우수한 포토레지스트의 신규 개발의 필요성은 별도로 남겨 두더라도, 다른 방법으로 패턴 붕괴 수준을 개선시키기 위한 노력이 계속 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 극자외선을 이용하는 미세 패턴 공정에서 포토레지스트 현상 중 발생되는 패턴 붕괴를 개선하기 위한 방법과 공정액 조성물을 개발하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이러한 공정액 조성물을 사용한 우수한 품질의 포토레지스트 패턴을 형성하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에서는 극자외선 노광원으로 한정된 폴리하이드록시스타이렌(polyhydxoystyrene)을 포함하는 포토레지스트 패턴의 붕괴를 감소시키기 위한 공정액 조성물로서, 비이온성 계면활성제의 종류, 함량 및 HLB 값에 착안하고, 알칼리 물질의 종류 및 함량에 착안하였으며, 순수의 함량에 착안하여 연구와 실험을 지속한 결과 과제를 해결하게 되었다.
현상 공정 중 사용하는 수계 타입의 세정액에는 다양한 계면활성제가 사용되고 있으나, 본 발명에서는 HLB(Hydrophilic-Lipophilic Balance, 친수성 친유성 밸런스) 값에 착안하여 다양한 연구를 수행한 결과, HLB 값이 9내지 16인 비이온성 계면활성제를 사용하여 효과적인 세정액을 제조하기에 이르렀다.
비이온성 계면활성제들 간의 특성을 구분하기 위한 대표적인 방법으로 HLB값이 있다. HLB 값의 범위는 0에서 20까지로 구분되어 지는데, HLB 값이 0에 가까울수록 비이온 계면활성제의 소수성(친유성) 특성이 강하고 HLB 값이 20에 가까울수록 비이온 계면활성제의 친수성 특성이 강하다.
초순수를 주로 사용하는 수계 타입의 세정액에 소수성에 가까운 비이온 계면활성제를 사용 할 경우 포토레지스트 벽면의 소수화를 유도하여 패턴의 멜팅(melting) 및 붕괴 감소를 유도할 수 있으나, 비이온 계면활성제끼리 뭉쳐지는 경향이 강하여 세정액의 물성이 균일하지 못하게 됨으로써, 사용 중에 오히려 뭉쳐진 비이온성 계면활성제에 의하여 결함(defect)이 유발될 우려가 있다.
본 발명에서는 비이온 계면활성제의 HLB 값이 작을수록 패턴 붕괴 개선 효과가 뛰어남을 확인하였으나, 비이온 계면활성제를 너무 많이 사용하거나 HLB 값이 8이하인 경우 초순수를 주로 사용하는 수계 타입의 세정액에서 계면활성제 끼리 뭉쳐지는 결과를 확인 하였다.
반대로 친수성에 가까운 비이온 계면활성제를 사용 할 경우 초순수를 주로 사용하는 수계 타입의 세정액에 뭉쳐짐 없이 고르게 분산되어 균일한 물성의 세정액을 제조할 수 있으며 노광 및 현상 후 일부 친수화된 포토레지스트의 벽면에 계면활성제의 흡착으로 모세관 힘을 감소시켜 패턴 붕괴를 개선시킬 수 있으나, 친수성이 너무 강한 계면활성제의 경우 포토레지스트 패턴의 멜팅을 유발시킬 우려가 있으며 결국 패턴 붕괴를 일으킬 수 있다.
본 발명에서는 다양한 연구 및 실험을 수행한 결과, 비이온 계면활성제의 HLB 값이 17이상인 경우 패턴 붕괴 감소 능력이 부족한 결과를 확인할 수 있었다.
현재 대부분의 포토 리소그래피 현상 공정에 사용하는 대표적인 현상액으로 순수를 기본으로 하여 테트라메틸암모늄하이드록사이드를 일정 농도로 희석하여 사용하고 있는바, 대부분의 공정에서는 테트라메틸암모늄하이드록사이드 2.38 중량%에 물 97.62 중량%와 혼용하여 사용하고 있으며, 극자외선 리소그래피 공정에서도 현재 순수에 테트라메틸암모늄하이드록사이드를 희석하여 현상액으로 사용하고 있는 상황이다.
본 발명에서는, 극자외선 리소그래피 공정 중 현상 후 연속으로 순수 단독으로 세정할 경우 패턴 붕괴를 확인 하였다.
또한, 극자외선 리소그래피 공정 중 현상 후 연속으로 순수에 테트라메틸암모늄하이드록사이드가 포함된 세정액을 적용하거나, 또는 순수 단독으로 세정 후 연속으로 순수에 테트라메틸암모늄하이드록사이드가 포함된 세정액을 적용할 경우에도 패턴 붕괴를 확인 하였다.
이러한 결과에 의하여, 순수에 테트라메틸암모늄하이드록사이드가 포함된 세정액의 경우 극자외선으로 노광된 미세 패턴을 약화시키고 모세관력이 크거나 불균일하여 패턴을 무너뜨리는 것으로 추정할 수 있다.
본 발명에서는, 극자외선으로 노광된 패턴의 붕괴를 개선하고 추가적으로 극자외선 공정에서 요구되는 포토레지스트 패턴의 LWR(Line Width Roughness) 및 결함 개선을 위해서는 테트라메틸암모늄하이드록사이드보다 상대적으로 노광된 패턴에 미치는 힘이 약한 알칼리 물질을 탐색할 필요성을 인식하고 이에 대한 연구 및 실험이 지속적으로 수행되었다.
본 발명에서는, 알칼리 물질 중 테트라메틸암모늄하이드록사이드를 제외한 테트라에틸암모늄하이드록사이드, 테트라프로필암모늄하이드록사이드, 테트라부틸암모늄하이드록사이드를 이용할 경우 패턴 붕괴 없이 LWR이나 결함이 개선됨을 확인 하였다.
이에 본 발명은 바람직한 제1 구현예로서, 테트라에틸암모늄하이드록사이드, 테트라프로필암모늄하이드록사이드, 테트라부틸암모늄하이드록사이드 또는 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 알칼리 물질 0.0001 내지 1중량%; HLB값이 9내지 16인 비이온 계면활성제 0.0001 내지 1중량%; 및 물 98 내지 99.9998중량%를 포함하는 포토레지스트 현상 중 발생되는 패턴 붕괴 수준을 감소시키기 위한 린스액을 제공한다.
상기 구현예에 의한 계면활성제는 비이온성 계면활성제인 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 비이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시프로필렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌옥시프로필렌알킬에테르 또는 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시프로필렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌옥시프로필렌알킬에테르의 HLB 값이 9내지 16인 것일 수 있다.
본 발명은 또한, (a) 반도체 기판에 포토레지스트를 도포하고 막을 형성하는 단계; (b) 상기 포토레지스트 막을 노광한 후 현상하여 패턴을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 포토레지스트 패턴을 상기 포토리소그래피용 공정액 조성물로 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법을 제공한다.
패턴 붕괴의 원인으로 현상 후에 순수로 패턴을 세정할 때 패턴 사이에 발생되는 모세관력에 의한 것으로 생각되고 있지만, 모세관력만 감소시킨다고 패턴 붕괴를 완벽히 개선시킬 수 없음을 확인할 수 있었다.
모세관력을 감소시키기 위해 린스액의 표면장력을 낮출 목적으로 부적합한 계면활성제를 과량 사용할 경우 패턴의 멜팅을 유도하여 오히려 패턴 붕괴를 더욱 유발시킬 수 있다.
패턴 붕괴를 개선시키기 위해서는 세정액의 표면장력을 감소시키는 것과 동시에 포토레지스트 패턴의 멜팅을 방지하는 계면활성제의 선택이 중요하다.
본 발명의 세정액은 극자외선 광원을 이용하는 포토레지스트에 우수한 효과를 발휘하며, 특히 포토레지스트의 주된 성분인 수지(resin)가 폴리하이드록시스타이렌(polyhydroxystyrene)인 포토레지스트의 현상 중 발생되는 패턴 붕괴 수준을 특히 감소시키는 효과가 있다.
본 발명의 포토리소그래피용 공정액 조성물은, 극자외선 노광원으로 한정된 폴리하이드록시스타이렌을 포함하는 포토레지스트 패턴 형성에 도움을 줄 수 있으며, 특히 간단한 공정 추가로 포토레지스트 단독으로는 달성하기 어려운 패턴의 붕괴를 감소시키는 효과를 나타냄으로써 생산 비용을 절감할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 2의 패턴 붕괴 평가 결과를 나타내는 평면 사진이다.
도 2는 본 발명의 비교예 1의 패턴 붕괴 평가 결과를 나타내는 평면 사진이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 테트라에틸암모늄하이드록사이드, 테트라프로필암모늄하이드록사이드, 테트라부틸암모늄하이드록사이드 또는 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 알칼리 물질 0.0001 내지 1중량%; HLB(Hydrophilic-Lipohilic Balance) 값이 9 내지 16인 비이온 계면활성제 0.0001 내지 1중량%; 및 물 98 내지 99.9998중량%를 포함하는 포토레지스트 현상 중 발생되는 패턴 붕괴 수준을 감소시키기 위한 공정액에 관한 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 설명한다. 그러나 하기한 실시에는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예
[실시예 1]
HLB 값이 9인 폴리옥시에틸렌알킬에테르 0.01중량%, 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01중량%가 포함된, 포토레지스트 패턴의 붕괴 수준을 감소시키기 위한 공정액을 아래와 같은 방법으로 제조하였다.
HLB 값이 9인 폴리옥시에틸렌알킬에테르 0.01중량% 및 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01중량%를 증류수 99.98중량%에 투입하여 5시간 교반한 뒤 미세 고형분 불순물을 제거하기 위해 0.01um 필터에 통과시켜, 포토레지스트 패턴의 붕괴 수준을 감소시키기 위한 공정액을 제조하였다.
[실시예 2 ~ 실시예 20]
표 1에서 표 5에 기재된 바와 같은 조성에 따라, 실시예 1과 동일한 포토레지스트 패턴의 붕괴 수준을 감소시키기 위한 공정 액을 제조하였다.
[비교예 1]
일반적으로 반도체 소자 제조공정 중 현상 공정의 마지막 공정액으로 사용되는 순수(증류수)를 준비하였다.
[비교예 2 ~ 비교예 9]
표 1에서 표 5에 기재된 바와 같은 조성에 따라, 실시예와 비교하기 위해 실시예 1과 같은 방법으로 공정액을 제조하였다.
계면활성제 알칼리 물질 증류수
명칭 HLB 함량
(중량%)		 명칭 함량
(중량%)		 명칭 함량
(중량%)
실시예1 폴리옥시에틸렌알킬에테르 9 0.01 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 99.9800
실시예2 폴리옥시에틸렌알킬에테르 10 0.01 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 99.9800
실시예3 폴리옥시에틸렌알킬에테르 11 0.01 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 98.9800
실시예4 폴리옥시에틸렌알킬에테르 12 0.01 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 98.9800
실시예5 폴리옥시에틸렌알킬에테르 13 0.01 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 99.9800
실시예6 폴리옥시에틸렌알킬에테르 14 0.01 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 99.9800
실시예7 폴리옥시에틸렌알킬에테르 15 0.01 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 99.9800
실시예8 폴리옥시에틸렌알킬에테르 16 0.01 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 99.9800
비교예1 - - - - - 증류수 100
비교예2 폴리옥시에틸렌알킬에테르 8 0.01 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 99.9800
비교예3 폴리옥시에틸렌알킬에테르 17 0.01 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 99.9800
계면활성제 알칼리 물질 증류수
명칭 HLB 함량
(중량%)		 명칭 함량
(중량%)		 명칭 함량
(중량%)
실시예9 폴리옥시에틸렌알킬에테르 10 0.0001 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 99.9899
실시예10 폴리옥시에틸렌알킬에테르 10 0.001 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 99.9890
실시예11 폴리옥시에틸렌알킬에테르 10 0.1 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 99.8900
실시예12 폴리옥시에틸렌알킬에테르 10 1 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 98.9900
비교예4 - - - 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 99.9900
비교예5 폴리옥시에틸렌알킬에테르 10 2 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 97.9900
계면활성제 알칼리 물질 증류수
명칭 HLB 함량
(중량%)		 명칭 함량
(중량%)		 명칭 함량
(중량%)
실시예13 폴리옥시에틸렌알킬에테르 10 0.01 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.0001 증류수 99.9899
실시예14 폴리옥시에틸렌알킬에테르 10 0.01 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.001 증류수 99.9890
실시예15 폴리옥시에틸렌알킬에테르 10 0.01 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.1 증류수 99.8900
실시예16 폴리옥시에틸렌알킬에테르 10 0.01 테트라부틸암모늄하이드록사이드 1 증류수 98.9900
비교예6 폴리옥시에틸렌알킬에테르 10 0.01 - - 증류수 99.9900
비교예7 폴리옥시에틸렌알킬에테르 10 0.01 테트라부틸암모늄하이드록사이드 2 증류수 97.9900
계면활성제 알칼리 물질 증류수
명칭 HLB 함량
(중량%)		 명칭 함량
(중량%)		 명칭 함량
(중량%)
실시예17 폴리옥시프로필렌알킬에테르 10 0.01 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 99.9800
실시예18 폴리옥시에틸렌옥시프로필렌알킬에테르 10 0.01 테트라부틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 99.9800
계면활성제 알칼리 물질 증류수
명칭 HLB 함량
(중량%)		 명칭 함량
(중량%)		 명칭 함량
(중량%)
실시예19 폴리옥시에틸렌알킬에테르 10 0.01 테트라에틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 99.9800
실시예20 폴리옥시에틸렌알킬에테르 10 0.01 테트라프로필암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 99.9800
비교예8 폴리옥시에틸렌알킬에테르 10 0.01 테트라메틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 99.9800
비교예9 폴리옥시에틸렌알킬에테르 10 0.01 테트라펜틸암모늄하이드록사이드 0.01 증류수 99.9800
실험예 및 비교실험예
반도체 기판에 포토레지스트를 도포하고 막을 형성하는 단계; 및 상기 포토레지스트 막을 노광한 후 현상하여 패턴을 형성하는 단계에 의하여 형성된 패턴을실시예 1 ~ 실시예 20 및 비교예 1 ~ 비교예 9에서 제조된 공정액 조성물을 이용하여 세정한 후, 패턴이 형성된 실리콘 웨이퍼에 대해 패턴 붕괴 수준 및 결함수 감소비를 측정하여, 그 결과를 표 6에 실험예 1 ~ 실험예 20 및 비교실험예 1 ~ 비교실험예 9로 나타내었다.
(1) 패턴 붕괴 방지 확인
노광에너지와 포커스를 스플릿 한 후, 크리티칼디멘션-주사전자현미경(CD-SEM, Hitachi)을 이용하여 전체 블록 수 89개 중 패턴이 무너지지 않는 블록(block) 수를 측정하였다.
(2) 결함수 비율
표면결함관찰장치[케이 엘 에이(KLA) 텐콜(Tencor)사 제품]를 이용해서 각각의 린스액 시료에 의해 린스 처리한 포토레지스트 패턴에 대해서, 결함수(A)를 계측하고, 순수만으로 린스 처리한 경우의 결함수(B)에 대한 백분율(%), 즉 (A/B)X100으로서 나타냈다.
순수만으로 처리한 후의 결함수를 100%로 하여 기준으로 하였고, 순수만으로 처리한 결함수 100%보다 감소 또는 증가되는 정도를 백분율로 표시한 것이 결함수 비율(감소비 또는 증가비)이며, 이 수치가 낮을수록 우수한 것이다.
(3) 투명도
제조된 세정액의 투명도를 육안으로 확인하여 투명 또는 불투명으로 표시하였다.
패턴 붕괴 없는 블록 수 결함수 감소비(%) 투명도
실시예1 75 50 투명
실시예2 77 30 투명
실시예3 71 38 투명
실시예4 70 43 투명
실시예5 65 50 투명
실시예6 61 65 투명
실시예7 52 79 투명
실시예8 50 83 투명
실시예9 55 53 투명
실시예10 63 46 투명
실시예11 64 35 투명
실시예12 68 80 투명
실시예13 70 81 투명
실시예14 72 53 투명
실시예15 75 38 투명
실시예16 66 96 투명
실시예17 70 42 투명
실시예18 68 47 투명
실시예19 57 69 투명
실시예20 63 51 투명
비교예1 46 100 투명
비교예2 78 151 불투명
비교예3 42 90 투명
비교예4 40 95 투명
비교예5 41 327 불투명
비교예6 65 118 투명
비교예7 40 126 투명
비교예8 38 149 투명
비교예9 43 97 투명
실험예 1 내지 8을 비교실험예 1 내지 3과 대비한 결과, 계면활성제의 HLB 값이 9 내지 16인 경우에 패턴 붕괴가 없는 블록의 수가 증가되었고 결함수가 감소하였으며, 모두 투명한 것임이 확인되었으며, 특히 HLB 값이 9 내지 13인 경우 더욱 우수한 효과를 나타내는 것이 확인되었다.
실험예 2, 9 내지 12를 비교실험예 4, 5와 대비한 결과, 계면활성제의 함량은 0.0001 내지 1중량%인 경우에 패턴 붕괴가 없는 블록의 수가 증가되었고 결함수가 감소하였으며, 모두 투명한 것임이 확인되었다.
실험예 2, 13 내지 16을 비교실험예 6, 7과 대비한 결과, 알칼리 물질의 함량이 0.0001 내지 1중량%인 경우에 패턴 붕괴가 없는 블록의 수가 증가되었고 결함수가 감소하였으며, 모두 투명한 것임이 확인되었다.
실험예 2, 17, 18을 비교실험예 1과 대비한 결과, 계면활성제가 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시프로필렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌옥시프로필렌알킬에테르인 경우에 패턴 붕괴가 없는 블록의 수가 증가되었고 결함수가 감소하였으며, 모두 투명한 것임이 확인되었으며, 특히 계면활성제가 폴리옥시에틸렌알킬에테르인 경우 더욱 우수한 효과를 나타내는 것이 확인되었다.
실험예 2, 19, 20을 비교실험예 8, 9와 대비한 결과, 알칼리 물질은 테트라에틸암모늄하이드록사이드, 테트라프로필암모늄하이드록사이드, 테트라부틸암모늄하이드록사이드인 경우에 패턴 붕괴가 없는 블록의 수가 증가되었고 결함수가 감소하였으며, 모두 투명한 것임이 확인되었으며, 특히 알칼리물질이 테트라부틸암모늄하이드록사이드인 경우 더욱 우수한 효과를 나타내는 것이 확인되었다.
한편, 실시예 2의 패턴 붕괴 평가 결과를 [도 1]에 게재하였는바, 패턴 붕괴가 일어나지 않는 구간(block)의 수가 77개로 매우 우수한 효과를 나타내는 것이 확인되었다.
이에 비하여, 비교예 1의 패턴 붕괴 평가 결과를 [도 2]에 게재하였는바, 패턴 붕괴가 일어나지 않는 구간(block)의 수가 46개로 불량한 효과를 나타내는 것이 확인되었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 극자외선 노광원으로 한정된 폴리하이드록시스타이렌(polyhydxoystyrene)을 포함하는 포토레지스트 패턴의 붕괴를 감소시키기 위한 공정액 조성물로서,
    HLB 값이 9내지 13인 비이온성 계면활성제 0.0001 내지 1중량%;
    테트라에틸암모늄하이드록사이드, 테트라프로필암모늄하이드록사이드, 테트라부틸암모늄하이드록사이드 또는 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 알칼리 물질 0.0001 내지 1중량%; 및
    물 98 내지 99.9998중량%로 구성되는 공정액 조성물에 있어서,
    상기 비이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르이며, 상기 알칼리 물질은 테트라부틸암모늄하이드록사이드인 것을 특징으로 하는 공정액 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. (a) 반도체 기판에 포토레지스트를 도포하고 막을 형성하는 단계;
    (b) 상기 포토레지스트 막을 노광한 후 현상하여 패턴을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 포토레지스트 패턴을 제1항의 포토리소그래피용 공정액 조성물로 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 노광원은 극자외선인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
KR1020180068034A 2018-06-14 2018-06-14 극자외선 리소그래피용 공정액 조성물 및 이를 이용하는 패턴 형성 방법 KR101957876B1 (ko)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180068034A KR101957876B1 (ko) 2018-06-14 2018-06-14 극자외선 리소그래피용 공정액 조성물 및 이를 이용하는 패턴 형성 방법
PCT/KR2019/006127 WO2019240398A1 (ko) 2018-06-14 2019-05-22 극자외선 리소그래피용 공정액 조성물 및 이를 이용하는 패턴 형성 방법
JP2020563995A JP2021521493A (ja) 2018-06-14 2019-05-22 極紫外線リソグラフィー用工程液組成物、及びこれを用いるパターン形成方法
CN201980038436.0A CN112272799A (zh) 2018-06-14 2019-05-22 极紫外光刻用工艺液体组合物及使用其的图案形成方法
US17/054,371 US11473035B2 (en) 2018-06-14 2019-05-22 Process solution composition for extreme ultraviolet lithography, and method for forming pattern by using same
TW108117912A TWI708838B (zh) 2018-06-14 2019-05-23 用於極紫外光微影的製程液體組成物及使用該組成物形成圖案的方法
JP2022193089A JP2023025169A (ja) 2018-06-14 2022-12-01 極紫外線リソグラフィー用工程液組成物、及びこれを用いるパターン形成方法
JP2022193083A JP2023025168A (ja) 2018-06-14 2022-12-01 極紫外線リソグラフィー用工程液組成物、及びこれを用いるパターン形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180068034A KR101957876B1 (ko) 2018-06-14 2018-06-14 극자외선 리소그래피용 공정액 조성물 및 이를 이용하는 패턴 형성 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101957876B1 true KR101957876B1 (ko) 2019-03-13

Family

ID=65762097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180068034A KR101957876B1 (ko) 2018-06-14 2018-06-14 극자외선 리소그래피용 공정액 조성물 및 이를 이용하는 패턴 형성 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11473035B2 (ko)
JP (3) JP2021521493A (ko)
KR (1) KR101957876B1 (ko)
CN (1) CN112272799A (ko)
TW (1) TWI708838B (ko)
WO (1) WO2019240398A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019240398A1 (ko) * 2018-06-14 2019-12-19 영창케미칼 주식회사 극자외선 리소그래피용 공정액 조성물 및 이를 이용하는 패턴 형성 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101957875B1 (ko) * 2018-06-14 2019-03-13 영창케미칼 주식회사 극자외선 리소그래피용 공정액 조성물 및 이를 이용하는 패턴 형성 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030048545A (ko) * 2001-12-12 2003-06-25 주식회사 하이닉스반도체 포토레지스트 세정액 조성물
KR20080009970A (ko) * 2006-07-25 2008-01-30 삼성전자주식회사 포토레지스트 현상액 및 이를 이용한 포토레지스트 패턴형성 방법
KR20130123164A (ko) * 2012-05-02 2013-11-12 영창케미칼 주식회사 포토레지스트 패턴의 ｌｗｒ 개선용 공정액
KR20170003362A (ko) * 2015-06-30 2017-01-09 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 극자외선 리소그래피용 네가티브 톤 현상액 조성물

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100485737B1 (ko) * 2001-11-27 2005-04-27 주식회사 동진쎄미켐 레지스트 제거용 신너 조성물
JP2004264649A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Konica Minolta Holdings Inc 感光性平版印刷版の処理方法及び現像液
KR100555589B1 (ko) * 2004-02-20 2006-03-03 동우 화인켐 주식회사 감방사선성 조성물 현상액
JP5428200B2 (ja) * 2007-05-18 2014-02-26 三菱化学株式会社 半導体デバイス用基板洗浄液、半導体デバイス用基板の洗浄方法及び半導体デバイス用基板の製造方法
JP5501754B2 (ja) * 2009-12-25 2014-05-28 東京応化工業株式会社 フォトリソグラフィ用現像液の製造方法及び製造装置
JP5664999B2 (ja) * 2010-11-08 2015-02-04 ナガセケムテックス株式会社 有機無機複合膜の形成方法及び有機無機複合膜用現像液
US8987181B2 (en) * 2011-11-08 2015-03-24 Dynaloy, Llc Photoresist and post etch residue cleaning solution
JP6151484B2 (ja) * 2012-06-11 2017-06-21 東京応化工業株式会社 リソグラフィー用洗浄液及び配線形成方法
KR101617169B1 (ko) 2015-07-17 2016-05-03 영창케미칼 주식회사 포토리소그래피용 세정액 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트 패턴의 형성방법
CN108474884B (zh) * 2016-01-29 2021-09-17 富士胶片株式会社 组合物、膜、近红外线截止滤波器、层叠体
KR101957876B1 (ko) * 2018-06-14 2019-03-13 영창케미칼 주식회사 극자외선 리소그래피용 공정액 조성물 및 이를 이용하는 패턴 형성 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030048545A (ko) * 2001-12-12 2003-06-25 주식회사 하이닉스반도체 포토레지스트 세정액 조성물
KR20080009970A (ko) * 2006-07-25 2008-01-30 삼성전자주식회사 포토레지스트 현상액 및 이를 이용한 포토레지스트 패턴형성 방법
KR20130123164A (ko) * 2012-05-02 2013-11-12 영창케미칼 주식회사 포토레지스트 패턴의 ｌｗｒ 개선용 공정액
KR20170003362A (ko) * 2015-06-30 2017-01-09 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 극자외선 리소그래피용 네가티브 톤 현상액 조성물

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019240398A1 (ko) * 2018-06-14 2019-12-19 영창케미칼 주식회사 극자외선 리소그래피용 공정액 조성물 및 이를 이용하는 패턴 형성 방법
US11473035B2 (en) * 2018-06-14 2022-10-18 Young Chang Chemical Co., Ltd. Process solution composition for extreme ultraviolet lithography, and method for forming pattern by using same

Also Published As

Publication number Publication date
CN112272799A (zh) 2021-01-26
US20210214649A1 (en) 2021-07-15
US11473035B2 (en) 2022-10-18
JP2023025168A (ja) 2023-02-21
JP2023025169A (ja) 2023-02-21
TW202000879A (zh) 2020-01-01
JP2021521493A (ja) 2021-08-26
WO2019240398A1 (ko) 2019-12-19
TWI708838B (zh) 2020-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2023025169A (ja) 極紫外線リソグラフィー用工程液組成物、及びこれを用いるパターン形成方法
KR20180015732A (ko) 패턴 구조의 처리 방법, 전자 디바이스의 제조 방법 및 패턴 구조의 붕괴 억제용 처리액
KR101957875B1 (ko) 극자외선 리소그래피용 공정액 조성물 및 이를 이용하는 패턴 형성 방법
JP7539556B2 (ja) 極紫外線フォトリソグラフィー用工程液組成物及びこれを用いたパターン形成方法
US20230167381A1 (en) Composition comprising a primary and a secondary surfactant, for cleaning or rinsing a product
KR102100432B1 (ko) 포토 리소그래피용 공정액 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법
KR102080780B1 (ko) 리소그래피용 공정액 조성물 및 이를 사용한 패턴 형성 방법
KR102011879B1 (ko) 극자외선 리소그래피용 공정액 및 이를 사용한 패턴 형성 방법
KR102547094B1 (ko) 극자외선 리소그래피용 린스액 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant