KR19980026098A - ArF용 실리콘 함유 포토레지스트 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하기 화학식 1의 고분자 화합물 및 PAG (photoacid generator)로서 이루어진 ArF용 실리콘 함유 포토레지스트 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 레지스트는 식각 공정에 대한 내성이 우수할 뿐 아니라, 접착성이 우수하며 제조상 용이하고 제조단가가 저렴하다.
[화학식 1]
상기 식중,
Description
본 발명은 ArF용 실리콘 함유 포토레지스트 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실리콘 함유량이 높아 식각 공정에 대한 내성이 클 뿐만 아니라 접착성이 매우 우수한 ArF용 실리콘 함유 레지스트 조성물에 관한 것이다.
반도체 제조공정이 복잡해지고 반도체 소자의 집적도가 비약적으로 증가함에 따라서 리소그래피 공정에 있어서 서브쿼터-마이크론 (subquarter-micron)급의 미세한 패턴의 형성이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 이에 따라 DUV (deep UV: 248nm)보다도 더욱 단파장인 ArF 엑시머 레이저 (193nm)를 노광원으로서 사용하는 새로운 레지스트 재료가 시급히 개발될 필요가 있었다.
일반적으로 ArF용 레지스트 조성물이 갖추어야 할 조건을 보면, 첫째로는 193nm의 영역에서 투명한 재료여야 하고, 둘째로는 식각 공정에 대한 내성을 지녀야 하고, 셋째로는 열적 안정성이 뛰어나야 하고, 넷째로는 접착성이 양호하여 포토레지스트의 리프팅 현상 등을 수반하지 않아야 하며, 다섯째로는 통상의 현상액(예;2.38 중량%의 테트라메틸암모늄히드록사이드)을 사용할 수 있어야 한다는 전제 조건을 갖는다. 이외에도 제조상 용이하여야 함은 물론이다.
이중에서도 가장 중요한 조건은 건식각 공정에 대한 내성을 지녀야 한다는 것인데, 이것은 대부분의 단층 레지스트(Single layer resist)가 식각 공정에 매우 약한 구조를 가지기 때문이다. 따라서, 이러한 점을 보완하면서 고 내성 특성을 보이기 위해서는 이층 레지스트(Bi-layer resist)가 유리한데, 이러한 이층 레지스트에 있어서 중요한 것은 실리콘 함량이 얼마나 많이 존재하는가이다.
현재 알려진 이층 레지스트로서는 후지쯔(Fujitsu)사의 레지스트가 있는데, 이는 실리콘 함량이 작을 뿐 아니라, 막질에 대한 접착성도 불량하고 현상시 특수한 현상액을 사용해야 한다는 단점을 가지고 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전술한 바와 같은 종래 레지스트 조성물의 단점을 극복하여, 실리콘 함량이 높아 식각 공정에 대한 내성이 우수할 뿐만 아니라 접착력도 우수하며, 통상적인 현상액으로 현상이 가능한 ArF용 실리콘 함유 포토레지스트 조성물을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 모노머의1NMR 스펙트럼이다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 하기 화학식 1의 고분자 화합물 및 PAG (Photoacid generator)로 이루어진 ArF용 실리콘 함유 포토레지스트 조성물에 의해 이루어진다.
[화학식 1]
상기 식중,＝ 0.1∼0.9임.
본 발명에서 있어서, 상기 화학식 1의 고분자 화합물의 질량평균분자량 (Mw)은 바람직하게는 약 5,000 내지 200,000이다.
또한, 본 발명의 ArF용 실리콘 함유 포토레지스트 조성물에 있어서, 상기 PAG는 트리아릴설포늄염, 디아릴요오드염 및 설폰산염으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 PAG의 함유량은 상기 화학식 1의 고분자 화합물을 기준으로 하여 1 내지 20중량%이다.
본 발명의 ArF용 실리콘 함유 포토레지스트 조성물은 실리콘 함유량이 18중량% 이상으로서, 식각 공정에 대한 내성이 최소한 기존의 노볼락 수지 이상을 나타낼 정도로 양호하고, 접착력이 좋아서 포토레지스트의 리프팅 현상이 나타나지 않는다. 또한, 종래의 레지스트 조성물과는 달리 현상시에도 통상의 현상액 (예: 2.38중량%의 테트라메틸암모늄히드록사이드)을 사용할 수 있다는 잇점이 있다.
한편, 본 발명의 ArF용 실리콘 함유 포토레지스트 조성물의 노광 메카니즘을 하기 반응식 1에 나타내었다.
[반응식 1]
비노광부 노광부
상기 식중,＝ 0.1∼0.9임.
이하에서 실시예를 들어 본 발명에 따른 ArF용 실리콘 함유 포토레지스트 조성물의 제조방법에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
실시예
실시에 1
(폴리비닐알콜의 실릴화)
하기 반응식 2에 도시된 바와 같은 반응 과정을 거쳐 폴리트리메틸실록시에탄을 합성하였다.
[반응식 2]
150㎖의 스테인레스 스틸 오토클레이브(auto clave)에 폴리비닐알콜 10g(0.23 mol)과 헥사메틸디실라잔 45g(0.28 mol)을 넣은 후, 여기에 사카린 0.27g을 넣어서 잘 저어주었다. 여기에 액상 암모니아 3.9g을 주입한후, 약 100℃에서 4시간동안 반응시켰다.
반응이 끝난 후, 과량의 암모니아를 날린 후, 반응물을 과량의 물에 떨어뜨린 후 염산으로 중화하였다. 침전된 생성물을 여과한 다음 THF에 녹여 n-헥산에서 재침전을 시킨 다음 이를 여과하여 50℃의 진공 오븐에서 24시간 동안 건조시켜 반응 생성물을 얻었다(수율 94%). 얻어진 반응 생성물에 대하여 NMR 스펙트럼 분석을 실시한 결과, 폴리트리메틸실록시에탄이고 실릴화의 정도(Degree of silylation:DS)가 99%임이 밝혀졌다.
1H-NMR (CDCl3)(ppm): 0.1 (s, 9H, -Si(CH3)3), 1.56 (s, 2H, -CH2-), 3.28∼4.21 (s. 1H, -CH-)
13C-NMR (CDCl3)(ppm): 1.16, 46.71, 66.95
IR (KBr)(㎝-1): 12.56, 752 (Si-CH3)
실시에 2
(폴리비닐알콜의 부분 실릴화)
[반응식 3]
상기 실시예 2에서 헥사메틸디실라잔의 양을 18.5g(0.12 mol)로 하고 사카린의 양을 0.1g으로 하는 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 하여 반응식3의 생성물을 얻었다(수율 94%). 얻어진 반응 생성물에 대하여 NMR 스펙트럼 분석을 실시한 결과, 폴리트리메틸실록시에탄이고 이중 실릴화의 정도(Degree of silylation)가 48%임이 밝혀졌다.
실시예 3
(포토레지스트 형성방법)
부분 실릴화된 폴리비닐알콜(DS=50%) 1g을 PGMEA(프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트) 10g에 용해시키고, 여기에 트리페닐설포늄 트리플레이트 0.02g을 가한 다음 교반하여 포토레지스트 용액을 제조하였다.
수득된 상기 포토레지스트 용액을 헥사메틸디실란으로 표면처리된 실리콘 웨이퍼 상에 0.3㎛의 두께로 코팅하고, 약 100℃에서 90초간 베이킹하고, KrF 엑시머 레이저(N.A.= 0.45)를 이용하여 노광한 다음, 약 100℃에서 90초간 다시 베이킹(PEB: Post-exposure baking)하였다.
이어서, 2.38 중량%의 테트라메틸암모늄히드록사이드 용액으로 약 60초간 현상하여 포토레지스트를 형성하였다.
본 발명의 ArF용 실리콘 함유 포토레지스트 조성물은 식각 공정에 대한 내성이 우수할 뿐 아니라 접착성이 매우 우수하며 현상시 통상적인 현상액을 사용하므로 제조가 용이하고 제조단가가 저렴하다.
Claims (5)
- 하기 화학식 1의 고분자 화합물 및 PAG (photoacid generator)로서 이루어진 ArF용 실리콘 함유 포토레지스트 조성물.[화학식 1]상기 식중,＝ 0.1∼0.9임.
- 제1항에 있어서,화학식 1의 고분자 화합물의 질량평균분자량 (Mw)이 5,000 내지 200,000인 것을 특징으로 하는 ArF용 실리콘 함유 포토레지스트 조성물.
- 제4항에 있어서,화학식 1의 고분자 화합물의 질량평균분자량 (Mw)이 10,000 내지 50,000인 것을 특징으로 하는 ArF용 실리콘 함유 포토레지스트 조성물.
- 제1항에 있어서,상기 PAG가 트리아릴설포늄염, 디아릴요오드염 및 설폰산염으로 구성된 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 ArF용 실리콘 함유 포토레지스트 조성물.
- 제1항에 있어서,상기 PAG가 상기 화학식 1의 고분자 화합물을 기준으로하여 1 내지 20중량%인 것을 특징으로 하는 ArF용 실리콘 함유 포토레지스트 조성물.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960044423A KR19980026098A (ko) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | ArF용 실리콘 함유 포토레지스트 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960044423A KR19980026098A (ko) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | ArF용 실리콘 함유 포토레지스트 조성물 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19980026098A true KR19980026098A (ko) | 1998-07-15 |
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ID=66325845
Family Applications (1)
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| KR1019960044423A KR19980026098A (ko) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | ArF용 실리콘 함유 포토레지스트 조성물 |
Country Status (1)
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|---|---|
| KR (1) | KR19980026098A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990061090A (ko) * | 1997-12-31 | 1999-07-26 | 김영환 | 다층 레지스트 공정용 포토레지스트와 이를 이용한반도체 소자의 미세패턴 제조방법 |
| KR100739423B1 (ko) * | 2000-04-06 | 2007-07-13 | 후지필름 가부시키가이샤 | 포지티브 포토레지스트 조성물 |
-
1996
- 1996-10-07 KR KR1019960044423A patent/KR19980026098A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100739423B1 (ko) * | 2000-04-06 | 2007-07-13 | 후지필름 가부시키가이샤 | 포지티브 포토레지스트 조성물 |
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