KR102655599B1 - 반도체 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물 및 이를 이용하여 코팅된 패턴 - Google Patents
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Abstract
본원 발명은 반도체 디바이스의 패턴이 물과의 접촉각이 90°에 가깝게 되도록 하여 패턴의 쓰러짐을 방지할 수 있는 코팅 조성물의 제공 및 이러한 코팅조성물로 코팅된 패턴의 제공을 발명의 목적으로 하는 것으로서, 전체조성물 대비 화학식 (1)로 표시되는 아마이드 화합물 4 내지 27 중량% 및 화학식 (2)로 표시되는 인 화합물 0 내지 6 중량%로 구성되는 패턴 쓰러짐 방지 코팅물질 5 내지 30 중량%; 및 유기 용매 70 내지 95 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물을 발명의 구성으로 하는 것이다.
Description
본원 발명은 메모리 반도체 제조에 있어서 고 아스펙트비 (高 aspect ratio; 아스펙트비가 15 이상)를 가지는 패턴에 사용 될 수 있는 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물에 관한 것이다.
디바이스의 소형화 및 집적화로 인해 반도체 공정의 미세패턴 구현이 요구되며, 이러한 미세패턴을 형성하는 방법으로 노광 장비의 개발 또는 추가적인 공정의 도입을 통한 패턴의 미세화와 같은 방법에 대한 연구 및 개발이 진행 중으로 반도체 장치의 집적 밀도를 증가시키고, 보다 미세한 나노미터 범위의 치수를 갖는 구조 형성을 구현하기 위한 공정 설비나 공정 기술의 개발이 절실히 요구된다.
반도체 장치의 집적 밀도를 증가시키고, 보다 미세한 나노미터 범위의 치수를 갖는 구조 형성을 가능하게하기 위하여 고 아스펙트비(aspect ratio, 패턴의 가로에 대한 세로의 비율)를 가지는 패턴이 사용되고 있으며, 이로 인하여 세정 공정 진행시에 패턴의 쓰러짐 현상이 발생하게 되었다.
디바이스 기판에 형성된 미세 패턴의 아스펙트비가 낮았을 때는 증류수를 사용한 습식 세정 방법으로 아무 문제가 없었으나 아스펙트비가 높아지면서 단순히 증류수로만 최종 세정할 경우 미세 패턴이 쓰러지는 현상이 발생하였다.
기판에 형성된 미세 패턴의 쓰러짐을 유발하는 힘은 패턴 형성 공정 및 세정에 사용되는 물질이 미세 패턴에 대해 가지는 표면 장력과 접촉각의 코사인θ(cosθ)값에 대해 비례하여 증가하므로 표면장력이 작을수록 힘은 작아지게 되는 원리를 적용하여 대안을 찾고자 하였으며 다음과 같은 방법들이 실제 적용되고 있다.
미세 패턴의 쓰러짐 현상을 해결하기 위해 반도체 제조자들은 이소프로판올(isopropanol) 등의 알코올이나 계면활성제를 사용해서 패턴에 가해지는 표면장력을 낮추는 방법으로 해결을 하였다.
최근 반도체 제조 공정이 더 미세화 됨에 따라 기존 공정대비 패턴의 가로는 작아지고 세로는 커지게 되어 패턴의 아스펙트비가 급격히 증가하게 되어 상기에 소개한 방법으로는 해결이 불가능하여 이를 해결하기 위한 방법이 필요하게 되었다.
상기에서도 간단히 기재했지만, 미세 패턴이 무너지는 힘에 영향을 미치는 인자로는 세정액의 표면 장력(Γ), 패턴의 높이(H)에 따른 종횡비, 패턴간 간격(D), 패턴 너비(W) 및 패턴과 세정액과의 접촉각(contact angle)을 들 수 있다.
미세 패턴 제조 공정에 있어 습식 공정의 마지막은 웨이퍼(wafer)를 스핀 드라이(spin dry)를 하게 되는데 상기의 이론은 낮은 표면장력의 세정제를 사용하여 스핀 드라이 시에 세정액이 빠져나갈 때의 힘을 약하게 하는 것이 중요한 요소였지만 현재 개발되고 있는 미세 패턴은 아스펙트비가 너무 높아 어느 정도의 표면장력을 낮춰서 효과를 보는 것은 불가능하게 되었다. 액체 헬륨을 제외하고는 표면장력을 0 J/m2에 가깝게 낮추는 것은 불가능하며, 계면활성제를 포함하여 상용 가능한 물질들 중 낮은 표면장력 값은 15 J/m2정도이며 이 값 또는 그 이상의 표면장력 값을 가지는 것을 최종 세정액으로 사용하는 것으로는 미세 패턴의 쓰러짐을 방지할 수 없다는 것은 수많은 실험을 통해 확인하였다.
즉, 표면장력을 제어해서 미세 패턴의 쓰러짐을 방지할 수 있는 효과는 더 이상 기대할 수 없는 문제가 있다.
본원 발명은 고 아스펙트비를 가지는 메모리 반도체 디바이스 제조에 있어서 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물을 사용하여 폴리실리콘, 산화실리콘, 질화실리콘, 질화티타늄, 텅스텐 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 패턴에 대해서 물의 접촉각이 90°에 가깝게 되도록 하여 패턴의 쓰러짐을 방지할 수 있는 코팅 조성물을 제공하기 위한 것이며 이러한 코팅조성물로 코팅된 패턴 디바이스를 제공하기 위한 것이다.
이에 본원 발명은 바람직한 제1 구현예로서, 하기 화학식 (1)로 표시되는 아마이드 화합물 및 화학식 (2)로 표시되는 인 화합물 중 선택되는 적어도 하나를 포함하는 코팅 조성물로, 유기 용매와 혼합하여 패턴 계면에 자기조립단분자막(SAM:Self-Assembly Monolayer)을 형성하여, 상기 패턴에 대한 물의 접촉각이 80°내지 100°인 것을 특징으로 하는 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물을 제공한다.
화학식 (1)
[여기서 R1, R2 및 R3는 각각 수소(hydrogen) 또는 탄소수가 1 내지 8인 알킬기(alkyl group) 또는 탄소수가 1내지 8인 플루오로알킬기(fluoroalkyl group) 또는 탄소수가 2 내지 6인 카보닐기(carbonyl group)이고,
R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 각각 수소(hydrogen) 또는 탄소수가 1 내지 8인 알킬기(alkyl group) 이고,
R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 탄소수가 1 내지 8인 플루오로알킬기(fluoroalkyl group)또는 탄소수가 2 내지 6인 카보닐기(carbonyl group)이다.]
화학식 (2)
[여기서, R1, R2 및 R3는 각각 수소(hydrogen) 또는 탄소수가 1 내지 16인 알킬기(alkyl group) 또는 탄소수가 1 내지 10인 플루오로알킬기(fluoroalkyl group) 또는 탄소수가 3 내지 10인 퍼플루오로알킬기(perfluoroalkyl group)이고,
R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 수소(hydrogen) 이고,
R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 탄소수가 1 내지 16인 알킬기(alkyl group) 또는 탄소수가 1 내지 10인 플루오로알킬기(fluoroalkyl group) 또는 탄소수가 3 내지 10인 퍼플루오로알킬기(perfluoroalkyl group)이다.]
상기 구현예에 의한 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물은 상기 패턴 코팅 물질을 5 내지 30 중량%; 및 유기 용매 70 내지 95 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 패턴 코팅물질은 상기 화학식 (1)로 표시되는 아마이드 화합물; 및 상기 화학식 (2)로 표시되는 인 화합물 중 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 구현예에 의한 유기 용매는 탄소수 4 내지 20인 글리콜(glycol) 화합물, 탄소수 4 내지 20인 글리콜 에테르(glycol ether) 화합물, 탄소수 4 내지 20인 알킬렌 글리콜 알킬에테르(alkylene glycol alkyl ether) 화합물, 탄소수 3 내지 12인 실릴아민(silylamine) 화합물, 탄소수 1 내지 10인 알코올(alcohol) 및 탄소수 6 내지 10의 탄화수소(hydrocarbon) 용매 중 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
본원 발명은 또한 바람직한 제2 구현예로서, 상기 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물로 코팅된 패턴 디바이스를 제공한다.
상기 구현예에 의한 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물로 코팅된 패턴 디바이스에 대한 물의 접촉각이 80°내지 100°인 것일 수 있다.
본원 발명에 따른 패턴 코팅용 조성물은 싱글(single) 스핀 방식 또는 배치(batch) 습식 방식으로 기판상의 패턴을 균일하게 코팅함으로써 반도체 기판을 산화물 식각 후 최종 물로 세정 후 건조시 패턴의 쓰러짐을 방지함으로써 메모리 반도체 디바이스 제조 공정 단계에서 발생되는 결함을 감소시켜, 수율 증가에 따른 생산량을 증가시킬 뿐만 아니라 제조 공정 비용과 공정 시간을 절감할 수 있다.
도 1은 실시예 1에 따른 패턴의 쓰러짐 여부의 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 비교예 1에 따른 패턴의 쓰러짐 여부의 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 비교예 1에 따른 패턴의 쓰러짐 여부의 측정 결과를 나타낸 것이다.
이하, 본원 발명에 따른 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물을 보다 상세히 설명하도록 한다.
본원 발명은 하기 화학식 (1)로 표시되는 아마이드 화합물 및 화학식 (2)로 표시되는 인 화합물 중 선택되는 적어도 하나를 포함하는 코팅 조성물로, 유기 용매와 혼합하여 패턴 계면에 자기조립단분자막을 형성하여, 상기 패턴에 대한 물의 접촉각이 80°내지 100°인 것을 특징으로 하는 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물을 제공한다.
화학식 (1)
[여기서 R1, R2 및 R3는 각각 수소(hydrogen) 또는 탄소수가 1 내지 8인 알킬기(alkyl group) 또는 탄소수가 1 내지 8인 플루오로알킬기(fluoroalkyl group) 또는 탄소수가 2 내지 6인 카보닐기(carbonyl group)이고,
R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 각각 수소(hydrogen) 또는 탄소수가 1 내지 8인 알킬기(alkyl group) 이고,
R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 탄소수가 1 내지 8인 플루오로알킬기(fluoroalkyl group) 또는 탄소수가 2 내지 6인 카보닐기(carbonyl group)이다.
화학식 (2)
여기서 R1, R2 및 R3는 각각 수소(hydrogen) 또는 탄소수가 1 내지 16인 알킬기(alkyl group) 또는 탄소수가 1 내지 10인 플루오로알킬기(fluoroalkyl group) 또는 탄소수가 3 내지 10인 퍼플루오로알킬기(perfluoroalkyl group)이고,
R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 수소(hydrogen) 이고,
R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 탄소수가 1 내지 16인 알킬기(alkyl group) 또는 탄소수가 1 내지 10인 플루오로알킬기(fluoroalkyl group) 또는 탄소수가 3 내지 10인 퍼플루오로알킬기(perfluoroalkyl group)이다.]
본원 발명은 메모리용 반도체 디바이스 제조에 있어서 패턴에 가해지는 힘들의 요소, 더 구체적으로는 셀(cell)을 형성하는 패턴에 가해지는 힘들의 요소 중 액체의 접촉각이 90°가 되면 코사인θ(cosθ) 값이 0이 되어 패턴에 가해지는 힘도 0이 되므로 쓰러짐을 방지할 수 있다는 이론을 기반으로, 패턴면을 코팅 처리하여 물과 패턴 사이의 접촉각이 90°에 가깝게 되도록 하여 패턴이 쓰러지지 않도록 하는 패턴 처리 물질에 관한 것이며, 구체적으로는 패턴 계면에 소수성을 띄는 자기조립단분자막을 형성하여 패턴 쓰러짐을 방지하는 코팅 조성물에 관한 것이다.
상기 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물로 코팅될 경우, 메모리용 반도체 제조에 사용되는 디바이스(device)별 여러 패턴 소재; 예를 들어 폴리실리콘(Poly Si), 산화규소(SiO), 질화규소(SiN), 질화티타늄(TiN), 텅스텐(W) 등의 기판에서 화학식 (1)로 표시되는 화합물에 의해 자기조립단분자막을 형성하여 계면이 소수성을 갖게 되고, 산화막 식각 후 세정 과정에서 물이 빠져나갈 때 힘을 최소화하여 패턴 무너짐 현상을 방지할 수 있다.
따라서, 본원 발명에 따른 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물을 적용 시 패턴에 대한 물의 접촉각이 90°에 가깝고, 300mm 웨이퍼의 미세한 패턴 사이로 잘 퍼져나가고 균일하게 표면 처리가 될 수 있고, 물이나 알코올 등의 용매와 혼용성도 있어야 하지만, 패턴과의 결합력도 유지되어야 하며, 배치 또는 스핀 방식으로 사용 가능하며, 건조 후 가열(thermal)이나 자외선, 플라즈마(plasma) 등의 건식 방법으로 완전 제거가 가능한 특성을 가진다.
상기의 조건들을 고려하여 본원 발명에서 코팅액은 패턴에 자기조립단분자막을 형성하여 코팅 처리가 가능한 것으로 물과의 접촉각이 90°에 가깝게 할 수 있는 코팅 물질을 포함할 수 있고, 또한, 상기 코팅 물질을 녹이거나 희석할 수 있는 유기 용매를 포함한다.
일반적으로, 메모리 반도체 디바이스 제조에서 사용되는 패턴 소재들; 폴리실리콘, 산화규소, 질화규소, 질화티탄, 텅스텐 등은 비교적 친수성 무기물이어서 세정 과정에서 물과의 접촉각이 작기 때문에 모세관력에 의해 패턴 쓰러짐이 발생한다. 따라서 패턴의 계면을 소수성으로 바꾸어 주어야 물과의 접촉각이 커지기 때문에 패턴 쓰러짐을 방지할 수 있다.
따라서, 본원 발명에 따른 코팅물질은 분자 구조적으로 적어도 하나의 기능기(functional group)는 수산기(hydroxyl group) 또는 알콕시기(alkoxy group) 또는 에스터기(ester group) 또는 아마이드기(amide group)등의 친수기(Hydrophile group)를 가져 무기물 계면과 화학적 결합이 되도록 하고, 적어도 하나의 기능기는 알킬기(alkyl group) 또는 플루오로알킬기(fluoroalkyl group) 또는 알킬기와 플루오로알킬기의 혼합물(perfluoroalkyl group) 등 소수기(Hydrophobic group)를 가져 이에 대한 물의 접촉각이 커지도록 한 것이다.
보다 구체적으로, 상기 패턴 쓰러짐을 방지하는 코팅 물질은 화학식 (1)로 표시되는 아마이드 화합물 및 화학식 (2)로 표시되는 인 화합물 중 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
화학식 (1)로 표시되는 아마이드 화합물의 예는 아세트아마이드(Acetamide), N-프로필아마이드(N-Propylamide), N-부탄아마이드(N-Butanamide), N,N-디메틸부탄아마이드(N,N-Dimethylbutanamide) ,N,N-디메틸아세트아마이드( N,N-Dimethylacetamide), 2,2,2-트리플루오로아세트아마이드(2,2,2-Trifluoroacetamide), 2,2,2-트리플루오로-N-N-비스(트리플루오로메틸)아세트아마이드(2,2,2-Trifluoro-N,N-bis(trifluoromethyl)acetamide), 펜타플루오로프로판아마이드(Pentafluoropropanamide), 2,2,3,3,4,4,4-헵타플루오로부탄아마이드(2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutanamide), 2,2,3,3,4,4,5,5,5-노나플루오로펜탄아마이드(2,2,3,3,4,4,5,5,5-Nonafluoropentanamide), 디아세트아마이드(Diacetamide), N-프로피오닐프로판아마이드(N-Propionylpropanamide), N-부티릴부탄아마이드(N-Butyrylbutanamide), 2,2,2,-트리플루오로-N-(트리플루오로아세틸)아세트아마이드(2,2,2-Trifluoro-N-(trifluoroacetyl)acetamide), 2,2,2-트리플루오로-N-(2-하이드록시에틸)아세트아마이드(2,2,2-Trifluoro-N-(2-hydroxyethyl)acetamide) 또는 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것일 수 있다.
화학식 (2)로 표시되는 인 화합물의 예는 모노메틸포스페이트(monomethyl phosphate), 모노에틸포스페이트(monoethyl phosphate), 프로필디하이드로젠포스페이트(Propyl dihydrogen phosphate), 부틸디하이드로젠포스페이트(Butyl dihydrogen phosphate), 모노헥실포스페이트(Monohexyl phosphate), 모노옥틸포스페이트(Monooctyl phosphate), 데실포스페이트(Decyl phosphate), 디메틸포스페이트(Dimethyl phosphate), 디에틸포스페이트(Diethyl phosphate), 디부틸포스페이트(Dibutyl phosphate), 디헥실포스페이트(Dihexyl phosphate), 3,3,3-트리플루오로프로필디하이드로젠포스페이트(3,3,3-Trifluoropropyl dihydrogen phosphate), 3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로헥실디하이드로젠포스페이트(3,3,4,4,5,5,6,6,6-Nonafluorohexyl dihydrogen phosphate), 퍼플루오로옥틸포스페이트(Perfluorooctyl phosphate), 퍼플루오로데실포스페이트(Perfluorodecyl phosphate), 비스(3,3,3-트리플루오로프로필)하이드로젠포스페이트(Bis(3,3,3-trifluoropropyl) hydrogen phosphate), 비스(3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로헥실)하이드로젠포스페이트(Bis(3,3,4,4,5,5,6,6,6-nonafluorohexyl) hydrogen phosphate), 비스퍼플루오로옥틸포스페이트(Bisperfluorooctyl phosphate), 비스퍼플루오로데실포스페이트(Bisperfluorodecyl phosphate), 모노-엔-도데실포스페이트(mono-n-dodecyl phosphate), 트리부틸포스페이트(Tributyl phosphate), 11-포스포노운데카노익산(11-Phosphonoundecanoic acid), 헥사데실포스포노익산(Hexadecylphosphonic acid), 옥틸포스포노익산(Octylphosphonic acid), 테트라데실포스포노익산(Tetradecylphophonic acid)와 탄소수가 8 내지 18인 포스페이트모노에스테르(phosphate monoester), 포스페이트 다이에스테르(phosphate diester) 또는 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것일 수 있다.
본원 발명에 따른 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물은 상기 패턴 코팅물질 5 내지 30 중량%; 및 유기 용매 70 내지 95 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
코팅 물질의 함량이 5 중량% 미만이면 패턴의 계면에 자기조립단분자막 형성에 있어서 균일성(uniformity) 문제로 군집(cluster) 형태로 패턴이 쓰러지는 문제점이 있고 30 중량%를 초과하면 단분자막(monolayer)이 아닌 다분자막(multilayer)을 형성하거나 또는 vertical polymerization에 의해 소수기의 배열이 무작위(random)로 배열되면서 패턴 쓰러짐을 유발할 수 있다.
패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물을 폴리실리콘, 산화규소, 질화규소, 질화티타늄, 텅스텐 등의 재질에 코팅했을 때 이론적으로는 코팅된 패턴에 대한 물의 접촉각이 90°가 되어야 가해지는 힘이 없어지게 되지만 이는 코팅이 완료되고 건조된 상태의 평판에서는 맞는 이론으로 추정될 뿐 실제 세정 공정에서는 연속으로 각기 다른 세정액이 공급되는 상황에서는 평판에서 접촉각이 80°내지 100°정도를 보이는 코팅 물질들이 패턴 쓰러짐을 방지할 수 있는 것이 실험적으로 확인되었다.
이는 패턴 코팅 물질이 패턴에 코팅되는 정도 및 처리 시간, 처리 후 세정액인 물과의 혼용 등으로 인하여 평판과 패턴이 있는 기판 사이의 접촉각 차이로 추정하고 있다.
패턴 코팅 조성물로 폴리실리콘, 산화규소, 질화규소, 질화티타늄, 텅스텐 등의 재질에서 평면 처리시 표면에서 물의 접촉각이 80° 내지 100°정도면 패턴 쓰러짐 방지를 만족한다고 할 수 있다.
접촉각이 80°보다 작거나 100°가 넘게 되면 cosθ값이 커져 패턴에 가해지는 힘도 커지므로 패턴이 쓰러지게 되는 것으로 생각된다.
상기 패턴 코팅 물질은 조성물의 함량에 따라 용매를 포함할 수 있으며, 일부 용매는 코팅에 관여하여 패턴에 대한 물의 접촉각에 영향을 미친다. 용매의 함량은 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물 100 중량%를 기준으로 하여 70 내지 95 중량% 일 수 있으며, 70 중량% 미만이면 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물의 공정 후 잔유물의 문제가 발생하며, 95 중량% 초과이면 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물을 대량으로 사용하게 되는 문제점이 있다.
상기에 언급했듯이 사용 가능한 유기 용매는 탄소수 4 내지 20인 글리콜(glycol)화합물, 탄소수 4 내지 20인 글리콜 에테르(glycol ether) 화합물, 탄소수 4 내지 20인 알킬렌 글리콜 알킬 에테르(alkylene glycol alkyl ether) 화합물, 탄소수 3 내지 12인 실릴아민(silylamine) 화합물, 탄소수 1개 내지 10인 알코올(alcohol) 및 탄소수 6 내지 10의 탄화수소(hydrocarbon) 용매가 될 수 있다.
사용 가능한 용매의 예로는 트리(프로필렌글리콜)메틸에테르, 트리(프로필렌글리콜)모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노아이소부틸에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜부틸에테르, 트리프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 페트롤륨에테르, 민랄스프리츠, 에틸-3-에톡시프로피오네이트, 에틸-2-하이드록시프로파노에이드, 3-메톡시부틸아세테이트, 에틸락테이트, 시클로헥사논, 감마-부티로락톤, 메틸셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브, 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 2-에톡시에탄올아세테이트, 아이소프로필알콜, 데칸, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 벤질알콜, 메시틸렌, 글리콜, 트리메틸실릴아민, 트리메틸실릴메틸아민, N-트리메틸실릴디메틸아민, 비스(트리메틸실릴)아민, 트리스(트리메틸실릴)아민, 트리메틸-N-(2-페닐에틸)실릴아민, 트리메틸-N-(1-페닐-2프로필)실릴아민, N,N-디에틸트리메틸실릴아민 또는 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것일 수 있다.
전술한 바와 같은 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물을 패턴에 코팅함으로써, 코팅면에 대한 물의 접촉각이 80°내지 100°인 패턴을 제조하여 패턴의 쓰러짐을 방지할 수 있다.
이하, 본원 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예 는 본원 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본원 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되지 않는다.
[실시예 및 비교예]
실시예 1
1000mL 플라스크에 아세트아마이드 25g, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 475g 투입하여 6시간 교반한 뒤 미세 불순물을 제거하기 위해 0.01um 필터에 통과시켜, 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물을 제조하였다.
실시예 2 ~ 실시예 90
표 1에서 표 3에 기재된 바와 같은 조성에 따라 실시예 1과 같은 방법으로 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물을 제조하였다.
비교예 1 ~ 비교예 7
표 1 내지 표 3에 기재된 바와 같은 조성에 따라 실시예 1과 같은 방법으로 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물을 제조하였다.
실시예 1 ~ 90 및 비교예 1 ~ 7의 조성성분 및 조성비율을 아래 표 1 ~ 3에 기재하였다.
코팅물질 (g) | 유기 용매 (g) | |||||||
화학식 (1) | 화학식 (2) | 유기 용매 1 | 유기 용매 2 | |||||
명칭 | 함량(g) | 명칭 | 함량(g) | 명칭 | 함량(g) | 명칭 | 함량(g) | |
실시예 1 | 아세트아마이드 | 25 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 475 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
실시예 2 | 아세트아마이드 | 22.5 | 모노에틸포스페이트 | 2.5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 450 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 3 | 아세트아마이드 | 20 | 모노에틸포스페이트 | 5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 450 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 4 | 아세트아마이드 | 50 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 450 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
실시예 5 | 아세트아마이드 | 45 | 모노에틸포스페이트 | 5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 50 |
실시예 6 | 아세트아마이드 | 40 | 모노에틸포스페이트 | 10 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 50 |
실시예 7 | 아세트아마이드 | 75 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 425 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
실시예 8 | 아세트아마이드 | 67.5 | 모노에틸포스페이트 | 7.5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 9 | 아세트아마이드 | 60 | 모노에틸포스페이트 | 15 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 10 | 아세트아마이드 | 100 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
실시예 11 | 아세트아마이드 | 90 | 모노에틸포스페이트 | 10 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 375 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 12 | 아세트아마이드 | 80 | 모노에틸포스페이트 | 20 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 375 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 13 | 아세트아마이드 | 125 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 375 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
실시예 14 | 아세트아마이드 | 112.5 | 모노에틸포스페이트 | 12.5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 350 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 15 | 아세트아마이드 | 100 | 모노에틸포스페이트 | 25 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 350 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 16 | 아세트아마이드 | 150 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 350 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
실시예 17 | 아세트아마이드 | 135 | 모노에틸포스페이트 | 15 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 325 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 18 | 아세트아마이드 | 120 | 모노에틸포스페이트 | 30 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 325 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 19 | 아세트아마이드 | 22.5 | 모노엔도데실포스페이트 | 2.5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 450 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 20 | 아세트아마이드 | 20 | 모노엔도데실포스페이트 | 5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 450 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 21 | 아세트아마이드 | 45 | 모노엔도데실포스페이트 | 5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 50 |
실시예 22 | 아세트아마이드 | 40 | 모노엔도데실포스페이트 | 10 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 50 |
실시예 23 | 아세트아마이드 | 67.5 | 모노엔도데실포스페이트 | 7.5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 24 | 아세트아마이드 | 60 | 모노엔도데실포스페이트 | 15 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 25 | 아세트아마이드 | 90 | 모노엔도데실포스페이트 | 10 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 375 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 26 | 아세트아마이드 | 80 | 모노엔도데실포스페이트 | 20 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 375 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 27 | 아세트아마이드 | 112.5 | 모노엔도데실포스페이트 | 12.5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 350 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 28 | 아세트아마이드 | 100 | 모노엔도데실포스페이트 | 25 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 350 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 29 | 아세트아마이드 | 135 | 모노엔도데실포스페이트 | 15 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 325 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 30 | 아세트아마이드 | 120 | 모노엔도데실포스페이트 | 30 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 325 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
비교예 1 | ||||||||
비교예 2 | 아세트아마이드 | 20 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 480 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
비교예 3 | 아세트아마이드 | 200 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 300 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
코팅물질 (g) | 유기 용매 (g) | |||||||
화학식 (1) | 화학식 (2) | 유기 용매 1 | 유기 용매 2 | |||||
명칭 | 함량(g) | 명칭 | 함량(g) | 명칭 | 함량(g) | 명칭 | 함량(g) | |
실시예 31 | 부탄아마이드 | 25 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 475 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
실시예 32 | 부탄아마이드 | 22.5 | 모노에틸포스페이트 | 2.5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 450 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 33 | 부탄아마이드 | 20 | 모노에틸포스페이트 | 5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 450 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 34 | 부탄아마이드 | 50 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 450 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
실시예 35 | 부탄아마이드 | 45 | 모노에틸포스페이트 | 5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 50 |
실시예 36 | 부탄아마이드 | 40 | 모노에틸포스페이트 | 10 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 50 |
실시예 37 | 부탄아마이드 | 75 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 425 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
실시예 38 | 부탄아마이드 | 67.5 | 모노에틸포스페이트 | 7.5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 39 | 부탄아마이드 | 60 | 모노에틸포스페이트 | 15 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 40 | 부탄아마이드 | 100 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
실시예 41 | 부탄아마이드 | 90 | 모노에틸포스페이트 | 10 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 375 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 42 | 부탄아마이드 | 80 | 모노에틸포스페이트 | 20 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 375 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 43 | 부탄아마이드 | 125 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 375 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
실시예 44 | 부탄아마이드 | 112.5 | 모노에틸포스페이트 | 12.5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 350 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 45 | 부탄아마이드 | 100 | 모노에틸포스페이트 | 25 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 350 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 46 | 부탄아마이드 | 150 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 350 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
실시예 47 | 부탄아마이드 | 135 | 모노에틸포스페이트 | 15 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 325 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 48 | 부탄아마이드 | 120 | 모노에틸포스페이트 | 30 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 325 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 49 | 부탄아마이드 | 22.5 | 모노엔도데실포스페이트 | 2.5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 450 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 50 | 부탄아마이드 | 20 | 모노엔도데실포스페이트 | 5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 450 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 51 | 부탄아마이드 | 45 | 모노엔도데실포스페이트 | 5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 50 |
실시예 52 | 부탄아마이드 | 40 | 모노엔도데실포스페이트 | 10 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 50 |
실시예 53 | 부탄아마이드 | 67.5 | 모노엔도데실포스페이트 | 7.5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 54 | 부탄아마이드 | 60 | 모노엔도데실포스페이트 | 15 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 55 | 부탄아마이드 | 90 | 모노엔도데실포스페이트 | 10 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 375 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 56 | 부탄아마이드 | 80 | 모노엔도데실포스페이트 | 20 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 375 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 57 | 부탄아마이드 | 112.5 | 모노엔도데실포스페이트 | 12.5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 350 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 58 | 부탄아마이드 | 100 | 모노엔도데실포스페이트 | 25 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 350 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 59 | 부탄아마이드 | 135 | 모노엔도데실포스페이트 | 15 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 325 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 60 | 부탄아마이드 | 120 | 모노엔도데실포스페이트 | 30 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 325 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
비교예 4 | 부탄아마이드 | 20 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 480 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
비교예 5 | 부탄아마이드 | 200 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 300 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
코팅물질(g) | 유기 용매(g) | |||||||
화학식 (1) | 화학식 (2) | 유기 용매 1 | 유기 용매 2 | |||||
명칭 | 함량(g) | 명칭 | 함량(g) | 명칭 | 함량(g) | 명칭 | 함량(g) | |
실시예 61 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 25 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 475 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
실시예 62 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 22.5 | 모노에틸포스페이트 | 2.5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 450 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 63 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 20 | 모노에틸포스페이트 | 5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 450 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 64 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 50 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 450 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
실시예 65 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 45 | 모노에틸포스페이트 | 5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 50 |
실시예 66 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 40 | 모노에틸포스페이트 | 10 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 50 |
실시예 67 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 75 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 425 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
실시예 68 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 67.5 | 모노에틸포스페이트 | 7.5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 69 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 60 | 모노에틸포스페이트 | 15 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 70 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 100 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
실시예 71 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 90 | 모노에틸포스페이트 | 10 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 375 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 72 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 80 | 모노에틸포스페이트 | 20 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 375 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 73 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 125 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 375 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
실시예 74 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 112.5 | 모노에틸포스페이트 | 12.5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 350 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 75 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 100 | 모노에틸포스페이트 | 25 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 350 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 76 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 150 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 350 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
실시예 77 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 135 | 모노에틸포스페이트 | 15 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 325 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 78 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 120 | 모노에틸포스페이트 | 30 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 325 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 79 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 22.5 | 모노엔도데실포스페이트 | 2.5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 450 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 80 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 20 | 모노엔도데실포스페이트 | 5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 450 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 81 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 45 | 모노엔도데실포스페이트 | 5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 50 |
실시예 82 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 40 | 모노엔도데실포스페이트 | 10 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 50 |
실시예 83 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 67.5 | 모노엔도데실포스페이트 | 7.5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 84 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 60 | 모노엔도데실포스페이트 | 15 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 400 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 85 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 90 | 모노엔도데실포스페이트 | 10 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 375 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 86 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 80 | 모노엔도데실포스페이트 | 20 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 375 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 87 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 112.5 | 모노엔도데실포스페이트 | 12.5 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 350 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 88 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 100 | 모노엔도데실포스페이트 | 25 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 350 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 89 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 135 | 모노엔도데실포스페이트 | 15 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 325 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
실시예 90 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 120 | 모노엔도데실포스페이트 | 30 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 325 | 비스트리메틸실릴아민 | 25 |
비교예 6 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 20 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 480 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
비교예 7 | 펜타플루오로프로판아마이드 | 200 | 모노에틸포스페이트 | 0 | 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 | 300 | 비스트리메틸실릴아민 | 0 |
[실험예 및 비교실험예 : 접촉각 및 패턴 쓰러짐 여부 측정]
실험예 1 ~ 실험예 90
상기 실시예 1 내지 90에 따른 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물을 이용하여 실리콘 기판을 코팅 처리 후 코팅된 패턴에 대한 물의 접촉각을 측정하였다.
다음과 같은 처리 공정을 진행하여 패턴이 있는 웨이퍼를 스핀 방식으로 처리하여 쓰러짐 여부를 확인하였다.
패턴 처리 공정은 반도체 웨이퍼를 0 내지 1000rpm의 속도로 회전시키면서, 1 내지 30mL/s의 속도록 1초 이상 분사하는 방식으로 이루어지며, 불산 등의 식각액으로 1차 처리하여 패턴 산화막을 제거한 다음 연속적으로 탈이온수(DI water)와 알코올을 순차적으로 계속하여 처리하고, 상기 제조된 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물로 코팅하고, 마지막으로 물과 알코올로 세정 후 스핀 드라이(spin dry)방식으로 건조시켜 처리된 웨이퍼를 얻고, 이를 SEM(Hitachi S-4700 series)로 측정한 결과, 패턴의 쓰러짐 없이 산화막이 모두 제거된 패턴을 형성할 수 있었다.
비교실험예 1 내지 비교실험예 7
비교실험예 1의 경우 상기 제조된 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물로 코팅하는 공정을 수행하지 않은 것을 제외하고는 실험예와 동일하게 수행하였다. 즉, 패턴 세정 공정은 산화막이 형성된 반도체 기판을 불산 등의 식각액으로 1차 처리하여 패턴 산화막을 제거한 다음, 별도의 코팅 없이 실리콘 기판을 물로 세정 후 스핀 방식으로 건조시켜 처리된 기판을 얻고, 이를 SEM(Hitachi S-4700 series)로 측정한 결과, 패턴 산화막은 제거가 되었으나 패턴이 쓰러져 있음을 확인하였다.
비교실험예 2 내지 비교실험예 7에서는 표 1 내지 표 3에 기재된 바와 같은 조성성분 및 조성비율에 따라 실시예 1과 같은 방법으로 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물을 제조하고, 실리콘 기판을 코팅 처리 후 코팅된 패턴에 대한 물의 접촉각을 측정하였으며, 실시예 1과 동일한 방법으로 패턴이 있는 웨이퍼를 처리하여 쓰러짐 여부를 확인한 결과 패턴이 모두 쓰러져 있음을 확인하였다.
실험예 1 ~ 90과 비교실험예 1 ~ 7의 측정 결과를 아래 표 4에 기재하였다.
접촉각 (°) | 패턴 쓰러짐 여부 (쓰러짐 X, 안쓰러짐 O) | |
실험예 1 | 80 | O |
실험예 2 | 82 | O |
실험예 3 | 82 | O |
실험예 4 | 82 | O |
실험예 5 | 84 | O |
실험예 6 | 84 | O |
실험예 7 | 83 | O |
실험예 8 | 85 | O |
실험예 9 | 85 | O |
실험예 10 | 83 | O |
실험예 11 | 85 | O |
실험예 12 | 85 | O |
실험예 13 | 83 | O |
실험예 14 | 85 | O |
실험예 15 | 85 | O |
실험예 16 | 81 | O |
실험예 17 | 82 | O |
실험예 18 | 82 | O |
실험예 19 | 83 | O |
실험예 20 | 83 | O |
실험예 21 | 85 | O |
실험예 22 | 85 | O |
실험예 23 | 86 | O |
실험예 24 | 86 | O |
실험예 25 | 87 | O |
실험예 26 | 87 | O |
실험예 27 | 87 | O |
실험예 28 | 87 | O |
실험예 29 | 83 | O |
실험예 30 | 83 | O |
실험예 31 | 82 | O |
실험예 32 | 84 | O |
실험예 33 | 84 | O |
실험예 34 | 84 | O |
실험예 35 | 86 | O |
실험예 36 | 86 | O |
실험예 37 | 85 | O |
실험예 38 | 87 | O |
실험예 39 | 87 | O |
실험예 40 | 85 | O |
실험예 41 | 88 | O |
실험예 42 | 88 | O |
실험예 43 | 85 | O |
실험예 44 | 88 | O |
실험예 45 | 88 | O |
실험예 46 | 82 | O |
실험예 47 | 83 | O |
실험예 48 | 83 | O |
실험예 49 | 85 | O |
실험예 50 | 85 | O |
실험예 51 | 87 | O |
실험예 52 | 87 | O |
실험예 53 | 89 | O |
실험예 54 | 89 | O |
실험예 55 | 90 | O |
실험예 56 | 90 | O |
실험예 57 | 90 | O |
실험예 58 | 90 | O |
실험예 59 | 85 | O |
실험예 60 | 85 | O |
실험예 61 | 85 | O |
실험예 62 | 89 | O |
실험예 63 | 89 | O |
실험예 64 | 87 | O |
실험예 65 | 92 | O |
실험예 66 | 92 | O |
실험예 67 | 89 | O |
실험예 68 | 94 | O |
실험예 69 | 94 | O |
실험예 70 | 90 | O |
실험예 71 | 95 | O |
실험예 72 | 95 | O |
실험예 73 | 90 | O |
실험예 74 | 95 | O |
실험예 75 | 95 | O |
실험예 76 | 86 | O |
실험예 77 | 88 | O |
실험예 78 | 88 | O |
실험예 79 | 93 | O |
실험예 80 | 93 | O |
실험예 81 | 97 | O |
실험예 82 | 97 | O |
실험예 83 | 99 | O |
실험예 84 | 99 | O |
실험예 85 | 99 | O |
실험예 86 | 99 | O |
실험예 87 | 98 | O |
실험예 88 | 98 | O |
실험예 89 | 93 | O |
실시예 90 | 93 | O |
비교실험예 1 | 22 | X |
비교실험예 2 | 68 | X |
비교실험예 3 | 73 | X |
비교실험예 4 | 70 | X |
비교실험예 5 | 75 | X |
비교실험예 6 | 75 | X |
비교실험예 7 | 79 | X |
이상으로 본원 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시예일 뿐이며, 이에 의해 본원 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본원 발명의 실질적인 범위는 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
Claims (7)
- 패턴 쓰러짐 방지 코팅물질; 및 유기 용매를 포함하는 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물에 있어서,
전체 조성물 대비 화학식 (1)로 표시되는 아마이드 화합물 4 내지 27 중량% 및 화학식 (2)로 표시되는 인 화합물 0 내지 6 중량%로 구성되는 패턴 쓰러짐 방지 코팅물질 5 내지 30 중량%; 및 유기 용매 70 내지 95 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물.
화학식 (1)
[여기서 R1, R2 및 R3는 각각 수소(hydrogen) 또는 탄소수가 1 내지 8인 알킬기(alkyl group) 또는 탄소수가 1내지 8인 플루오로알킬기(fluoroalkyl group) 또는 탄소수가 2 내지 6인 카보닐기(carbonyl group)이고,
R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 각각 수소(hydrogen) 또는 탄소수가 1 내지 8인 알킬기(alkyl group) 이고,
R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 탄소수가 1 내지 8인 플루오로알킬기(fluoroalkyl group) 또는 탄소수가 2 내지 6인 카보닐기(carbonyl group)이다.]
화학식 (2)
[여기서, R1, R2 및 R3는 각각 수소(hydrogen) 또는 탄소수가 1 내지 16인 알킬기(alkyl group) 또는 탄소수가 1 내지 10인 플루오로알킬기(fluoroalkyl group) 또는 탄소수가 3 내지 10인 퍼플루오로알킬기(perfluoroalkyl group)이고,
R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 수소(hydrogen) 이고,
R1, R2 및 R3 중 적어도 하나는 탄소수가 1 내지 16인 알킬기(alkyl group) 또는 탄소수가 1 내지 10인 플루오로알킬기(fluoroalkyl group) 또는 탄소수가 3 내지 10인 퍼플루오로알킬기(perfluoroalkyl group)이다.]
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 화학식 (1)로 표시되는 아마이드 화합물은 아세트아마이드(Acetamide), 프로필아마이드(n-Propylamide), 부탄아마이드(n-Butanamide), N,N-디메틸부탄아마이드(N,N-Dimethylbutanamide), N,N-디메틸아세트아마이드(N,N-Dimethylacetamide), 2,2,2-트리플루오로아세트아마이드(2,2,2-Trifluoroacetamide), 2,2,2-트리플루오로-N-N-비스(트리플루오로메틸)아세트아마이드(2,2,2-Trifluoro-N,N-bis(trifluoromethyl)acetamide), 펜타플루오로프로판아마이드(Pentafluoropropanamide), 2,2,3,3,4,4,4-헵타플루오로부탄아마이드(2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutanamide), 2,2,3,3,4,4,5,5,5-노나플루오로펜탄아마이드(2,2,3,3,4,4,5,5,5-Nonafluoropentanamide), 디아세트아마이드(Diacetamide), N-프로피오닐프로판아마이드(N-Propionylpropanamide), N-부티릴부탄아마이드(N-Butyrylbutanamide), 2,2,2,-트리플루오로-N-(트리플루오로아세틸)아세트아마이드(2,2,2-Trifluoro-N-(trifluoroacetyl)acetamide), 2,2,2-트리플루오로-N-(2-하이드록시에틸)아세트아마이드(2,2,2-Trifluoro-N-(2-hydroxyethyl)acetamide)로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물 또는 이들의 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 화학식 (2)로 표시되는 인 화합물은 모노메틸포스페이트(monomethyl phosphate), 모노에틸포스페이트(monoethyl phosphate), 프로필디하이드로젠포스페이트(Propyl dihydrogen phosphate), 부틸디하이드로젠포스페이트(Butyl dihydrogen phosphate), 모노헥실포스페이트(Monohexyl phosphate), 모노옥틸포스페이트(Monooctyl phosphate), 데실포스페이트(Decyl phosphate), 디메틸포스페이트(Dimethyl phosphate), 디에틸포스페이트(Diethyl phosphate), 디부틸포스페이트(Dibutyl phosphate), 디헥실포스페이트(Dihexyl phosphate), 3,3,3-트리플루오로프로필디하이드로젠포스페이트(3,3,3-Trifluoropropyl dihydrogen phosphate), 3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로헥실디하이드로젠포스페이트(3,3,4,4,5,5,6,6,6-Nonafluorohexyl dihydrogen phosphate), 퍼플루오로옥틸포스페이트(Perfluorooctyl phosphate), 퍼플루오로데실포스페이트(Perfluorodecyl phosphate), 비스(3,3,3-트리플루오로프로필)하이드로젠포스페이트(Bis(3,3,3-trifluoropropyl) hydrogen phosphate), 비스(3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로헥실)하이드로젠포스페이트(Bis(3,3,4,4,5,5,6,6,6-nonafluorohexyl) hydrogen phosphate), 비스퍼플루오로옥틸포스페이트(Bisperfluorooctyl phosphate), 비스퍼플루오로데실포스페이트(Bisperfluorodecyl phosphate), 모노-엔-도데실포스페이트(mono-n-dodecyl phosphate), 트리부틸포스페이트(Tributyl phosphate), 11-포스포노운데카노익산(11-Phosphonoundecanoic acid), 헥사데실포스포노익산(Hexadecylphosphonic acid), 옥틸포스포노익산(Octylphosphonic acid), 테트라데실포스포노익산(Tetradecylphophonic acid)와 탄소수가 8 내지 18인 포스페이트모노에스테르(phosphate monoester), 포스페이트 다이에스테르(phosphate diester)로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물 또는 이들의 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 유기 용매는 탄소수 4내지 20인 글리콜(glycol) 화합물, 탄소수 4 내지 20인 글리콜 에테르(glycol ether) 화합물, 탄소수 4 내지 20인 알킬렌 글리콜 알킬 에테르(alkylene glycol alkyl ether) 화합물, 탄소수 3내지 12인 실릴아민(silylamine) 화합물, 탄소수 1개 내지 10인 알코올(alcohol) 및 탄소수 6 내지 10의 탄화수소(hydrocarbon)로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물 또는 이들의 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물.
- 제1항, 제3항, 제4항, 제5항 중 어느 한 항의 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물로 코팅된 패턴.
- 제6항에 있어서, 패턴의 소재가 폴리실리콘, 산화실리콘, 질화실리콘, 질화티타늄, 텅스텐 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 쓰러짐 방지용 코팅 조성물로 코팅된 패턴.
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