KR19990036783A - 포토리소그래피의 특징 축소를 줄이는 공정 및 반도체 디바이스 - Google Patents

포토리소그래피의 특징 축소를 줄이는 공정 및 반도체 디바이스 Download PDF

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KR19990036783A
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레슬리 제이 카스퍼, 샤죠벡 프랑크 엠
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Abstract

적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드, 또는 질소로 구성하는 그룹중에서 선택된 적어도 한 개의 재료에 포토레지스트를 노출하여 포토레지스트에 형성된 포토리스그래피 특징의 축소를 줄이는 공정.

Description

포토리소그래피의 특징 축소를 줄이는 공정 및 반도체 디바이스
본 발명은 적어도 한 개의 아민(amine), 적어도 한 개의 아미드(amide), 적어도 한 개의 알데히드(aldehyde), 또는 질소를 함유한 깊은 UV 또는 화학적으로 증폭된(CAR) 포토레지스트의 화학적 구조를 의도적으로 없애거나 화학적으로 수정함으로써 포토레지스트에 형성된 특징(features)을 축소하는 공정에 관한것이고, 또한, 반도체 칩 디바이스, 반도체 디바이스 및 광안정화(photostablized) 포토레지스트를 형성하는 방법에 관한 것이다.
집적회로의 마이크로전자 디바이스는 포토리소그래피 기술로 제조된다. 다양한 구조, 특히, 전자 디바이스 구조를 제조하는 공정은 통상적으로 기판상에 적어도 한 개의 광감지 재료, 통상, 포토레지스트 재료로 공지된 적어도 한 개의 층을 증착하는 단계를 포함한다. 상기 포토레지스트 재료는 임의의 파장 또는 포토레지스트의 특성을 바꾸는 파장의 방사에 노광함으로써 패턴형성된다. 통상적으로, 이러한 방사는 원하는 광화학 반응을 상기 포토레지스트 내에 일으킨다.
상기 광화학 반응은 포토레지스트의 용해도 특성을 바꾸고, 그럼으로써, 상기 포토레지스트의 임의의 부분을 제거할 수 있다. 상기 포토레지스트의 임의의 부분을 선택적으로 제거하는 것은 다른 영역을 노광하는 동안 기판의 어떤 영역은 보호한다. 상기 포토레지스트의 나머지 부분은 상기 기판의 하부 부분을 처리하는 마스크 또는 형판(stencils)으로써 통상 이용된다.
이러한 공정의 예는 반도체 기판상에 층을 형성하는 반도체 디바이스의 제조에서 보여준다. 상기 층의 임의의 부분은 상기 층을 통한 공동을 형성하기 위해서 제거될 수 있다. 상기 공동은 반도체 기판안으로 공동을 통하여 원하는 불순물을 확산할 수 있다. 다른 공정들은 기판상에 디바이스를 형성하는 공정으로 공지되어 있다.
상기 기술된 디바이스와 같은 디바이스는 적합한 도핑영역을 형성하기 위해서 반도체층 안으로 적합한 불순물을 주입함으로써 형성될 수 있다. 상기 디바이스의 동작에 필요한 분명한 P 또는 N 영역을 제공하기 위한 불순물의 주입은 상기 기판중 제한된 부분만을 통하여 이루어져야 한다. 일반적으로, 이것은 상기 기판을 레지스트 재료로 마스킹한 다음, 상기 기판의 선택영역을 통한 불순물의 확산을 막기위하여 보호 마스크를 형성하는 소정의 깊이로 실리콘 이산화물 또는 실리콘 질화물과 같은 확산저항 재료를 에칭함으로써 수행된다.
이러한 절차에서 상기 마스크는 상기 반도체 기판상에 재료층을 형성한 다음, 이 재료층을 통한 일련의 공동을 만들어 상기 하부 표면안으로 직접 불순물을 주입할 수 있게 한다. 상기 마스크의 이러한 공동은 실리콘 웨이퍼를 포토레지스트와 같은 재료로 코팅함으로써 쉽게 생성된다. 포토레지스트는 네가티브 포토레지스트 또는 포지티브 포토레지스트 재료가 될 수 있다.
네가티브 포토레지스트 재료는 중합반응이 가능하고, UV방사와 같은 방사에 노광시 용해되지 않는 재료이다. 따라서, 네가티브 포토레지스트 재료를 적용할 때, 상기 포토레지스트는 방사에 선택적으로 노광되어, 차후의 동작동안 보호되어야 하는 기판영역 상에 중합반응을 일으킨다. 상기 포토레지스트중 노광되지 않은 부분은 상기 포토레지스트중 중합반응을 일으킨 부분에 적게 영향을 끼치는 용제에 의해 제거된다.
포지티브 포토레지스트 재료는 방사에 노광시, 노광않된 레지스트가 용해하지 않는 알칼리성 수용액(aqueous alkaline solution)과 같은 용액으로 용해될 수 있는 재료이다. 따라서, 포지티브 포토레지스트 재료를 적용할 때, 상기 포토레지스트는 방사에 선택적으로 노광되어, 다음의 공정동안 보호될 필요없는 기판부분상에서 반응을 일으킨다. 상기 포토레지스트의 노광된 부분은 상기 레지스트의 비노광 부분상에 최소로 충돌하는 알칼리성 수용액으로 제거된다.
포토레지스트 재료는 전자장치의 다른영역을 제한하는 데도 비슷하게 이용될 수 있다.
전자장치의 가능출력을 배가하기 위한 노력으로, 반도체 칩에 포함된 회로특징의 갯수는 매우 증가했다. 반도체 기판상에 디바이스를 형성하고, 가능출력을 증가 시키기 위하여 상기 기술된 공정을 이용할 때, 기판상의 디바이스의 개수는 상기 디바이스의 크기나 회로특징을 줄일 필요성이 있다.
상기 기판상에 생성된 회로특징의 크기가 줄어드는 한가지 방법은 소형 공동을 갖는 마스크 또는 망상 구조(reticle structure)를 적용하는 것이다. 상기 소형 공동은 상기 반도체 웨이퍼 표면의 적은 부분을 방사에 노광함으로써, 상기 포토레지스트안에 소형 구조를 만든다. 또한, 상기 포토레지스트의 소형 구조를 만들기 위해서, 한 개의 단파장 자외선 방사는 특징의 크기를 감소시킨 최대의 분해능(resolution)을 이루기 위해서 상기 포토레지스트에 상(image)을 묘사하는데 마스크 또는 망상 구조와 결합하여 이용될 수 있다.
상기 포토레지스트에 특징을 형성한 다음, 전자 디바이스 특징은 상기 포토레지스트 증착시 상기 기판안 또는 기판상에 형성될 수 있다. 그러나, 상기 디바이스를 형성하기 전에, 상기 포토레지스트는 광안정화 공정에 제공될 수 있다.
통상적으로, 광안정화는 레지스트 특징 측벽 윤곽(side profiles)을 유지하고, 가스방출을 최소화 하고, 블리스터링(blistering)을 최소화 하며, 레지스트 포핑(popping)을 최소화 하며, 찌꺼지와 입자를 줄일 수 있는 포스트 리소그래피 공정이다. 광안정화는 다음 공정에 더욱 저항력을 갖게 하기 위해서 보다 강한 포토리소그래피 특징을 만든다. 또한, 광안정화는 공정지연을 줄일 수 있다. 광안정화는 포토레지스트 경화방법 및 장치로 1985년 10월 22일 등록된 미국특허 제 4,548,688호에 기술되어 있다. 이것은 본원에 인용되었다.
광안정화는 통상적으로 깊은 UV 범위에서 전자기 에너지, 즉, 광자 및 포토레지스트를 치유하고 조밀하게 하기 위해서 열을 이용한다. 양호하게, 상기 열은 상기 온도를 램핑 업(ramping-up) 함으로써 적용된다. 통상적으로, 상기 포토레지스트는 가열되는 동안 동시에 UV 방사에 제공된다. 상기 방사 및 열은 상기 레지스트내에 화학적인 가교 반응을 초기화 한다.
몇 명의 조사자들은 깊은 UV 또는 화학적으로 증식된 레지스트로 정의된 특징의 광안정화가 상기 깊은 UV 포토레지스트에 형성된 특징을 축소시킨다는 것을 알았다. 이러한 축소는 포토레지스트가 증착되는 반도체 웨이퍼안 및 웨이퍼상에 전자 디바이스 구조를 다음에 형성하는데 매우 유해하다. 상기 축소는 상기 레지스트 특징의 길이, 폭 및 높이에 따라 발생할 것이다. 다르게, 막 두께 및 임계치수는 광안정화 공정에 영향을 끼칠 것이다.
상기 길이 또는 폭에 따른 수평 축소는 상기 포토레지스트에 상이 그려진 특징과 다음에 에칭된 특징사이에 상당히 바람직하지 않은 변화를 나타낼 것이다. 수직 축소 또는 높이 축소는 레지스트의 축소량에 기인하고, 특히, 비등방성 에칭동안 하부기판을 보호하는 것이 부적합하다. 많은 업무 종사자들은 깊은 UV 레지스트 공정동안 발생하는 것으로 알려진 축소를 최소화하기 위해서 깊은 UV 레지스트 광안정화 공정의 이용을 피했다.
통상적으로, 상기 기판 및 포토레지스트는 포토리소그래피에 의한 것과 같이 포토레지스트에 특징을 형성한 후 직접 에칭 및 이온주입과 같은 공정에 제공된다. 이것은 에칭과 이온주입공정 동안 발생하는 축소량을 알고자 행해졌다. 상기 축소는 상기 포토레지스트에 생성된 특징의 크기가 간단히 계산된다. 그러나, 에칭동안 발생하는 축소는 본래 불확실하다. 통상적으로, 에칭동안 발생하는 축소는 재생불가능하고, 변할수 있으며, 상기 에칭동판의 로드가 변한다.
본 발명은 축소현상을 줄이는 해법을 제시함으로써 상기 문제점을 알린다.
본 발명의 목적은 광안정화 및 회로특징의 형성동안 발생하는 포토레지스트의 특징축소를 줄이는 방법을 제공한다.
본 발명의 특징은 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소에 상기 포토레지스트를 노출함으로써 포토레지스트에 형성된 포토리소그래피 특징의 축소를 줄이는 공정을 제공한다.
본 발명의 다른 특징은 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법을 제공한다. 이러한 방법은 상기 포토레지스트를 파장 또는 상기 포토레지스트의 용해특성을 바꾸기에 충분한 방사파장에 노출시켜 반도체 웨이퍼의 표면상에 포토레지스트의 특징을 포토리소그래피 기술로 형성하는 단계를 포함한다. 상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트는 상기 화학적 증폭공정을 마무리하기 위해서 포스트 베이크 공정에 제공된다. 상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트는 현상공정에 제공된다. 상기 포토레지스트는 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드, 및/또는 질소에 노출시켜 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트의 차후 공정동안 포토레지스트에 형성된 특징의 축소를 줄인다. 상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트는 반도체 웨이퍼상에 회로특징을 형성하기 위해서 처리된다.
본 발명의 또 다른 특징은 반도체 웨이퍼의 표면상에 포토레지스트의 특징을 포토리소그래피 기술로 형성하는 단계를 포함하는 공정에 따라 준비된 반도체 디바이스를 제공한다. 양호하게, 상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트는 상기 화학적 증식 공정을 종료하기 위하여 포스트 노광 베이크 공정에 제공된다. 상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트는 현상공정에 제공된다. 다음, 상기 포토레지스트는 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소에 노출되어 상기 반도체 웨이퍼상에 회로 특징을 형성하는 반도체 웨이퍼의 다음 공정동안 포토레지스트에 특징의 축소를 줄인다.
본 발명의 또 다른 특징은 상기 포토레지스트를 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소에 노출시키고, 상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트를 광안정화 공정에 제공하는 공정에 따라 준비되고 포토리소그래피 기술로 형성된 특징을 갖는 광안정화 포토레지스트를 제공한다.
본 발명의 또다른 목적 및 장점은 종래기술의 당업자에 의해 다음이 상세한 설명으로부터 명백해질 것이고, 본 발명을 수행하는 가장좋은 방법을 도시함으로써 본 발명의 양호한 실시예는 도시되고 설명될 것이다. 본 발명은 다른 실시예를 만들 수 있고, 본 발명을 벗어나지 않고 다양한 수정이 가능하다. 따라서, 상기 도면 및 상세한 설명은 근본적이고 엄격하지 않게 도시되고 설명된다.
도 1은 분리 라인(isolated line), 그룹라인(group line) 및 이러한 라인의 처리 효과를 도시하는 포토레지스트의 대형 패드와, 본 발명에 따라 이용될 수 있는 아민(amine)의 실체, 처리되지 않은 제어 샘플과, 다른 재료가 존재하는 상기 라인과 패드의 처리효과를 가진 상기 패드에 대한 현미경 사진도.
도 2는 분리 라인, 그룹라인 및 이러한 라인의 처리효과를 도시하는 포토레지스트의 대형 패드와, 본 발명에 따라 이용될 수 있는 아민의 다른 실체, 처리않된 제어 샘플과, 다른 재료가 존재하는 상기 라인과 패드의 처리효과를 가진 상기 패드에 대한 현미경 사진도.
도 3은 상기 2개의 아민으로 처리된 2개의 다른 두께를 가진 분리 라인에 대한 레지스트 막 축소율상의 효과, 도 1 및 도 2에 도시되는 효과, 다른 재료가 존재하는 라인의 처리효과 및 처리되지 않은 샘플을 도시하는 그래프도.
도 4는 상기 2개의 아민으로 처리된 2개의 다른 두께를 가진 그룹화 라인의 레지스트 막 축소율상의 효과, 도 1 및 도 2에 도시되는 효과, 다른 재료가 존재하는 라인의 처리효과 및 처리않된 샘플을 도시하는 그래프도.
도 5는 2개의 아민으로 처리된 2개의 다른 임계치수(critical deimensions)를 가진 분리 라인에 대한 임계치수 축소율상의 효과, 도 1 및 도 2에 도시된 효과, 다른 재료가 존재하는 라인의 처리효과 및 처리않된 샘플을 도시하는 그래프도.
도 6은 상기 2개의 아민으로 처리된 2개의 다른 임계치수을 가진 그룹화 라인에 대하여 임계치수 축소율상의 효과, 도 1 및 도 2에 도시된 효과, 다른 재료가 존재하는 상기 라인의 처리효과 및 처리않된 샘플을 도시하는 그래프도.
상기 토론된 바와 같이, 깊은 UV 포토레지스트로 형성된 특징의 축소현상은 공지되었다. 통상적으로, 포토레지스트에 형성된 특징의 축소를 피하는 것은 포스트 포메이션 공정(post formation process)에서 매우 중요하게 고려된다. 실제로, 상기 토론된 바와 같이, 광안정화 공정은 상기 공정의 결과로 발생하는 공지된 축소 때문에 깊은 UV 레지스트 공정은 일반적으로 회피된다.
그러나, 에칭 및 이온주입공정은 축소가 발생한다. 에칭 동판은 예측할 수 없고, 균일하지 않은 축소를 발생시킬 수 있다. 에칭동판을 이용할 때 경험한 축소의 불균일성은 상기 에칭동판에 만들어질 수 있는 재료가 합성되어, 에칭동판이 더욱 이용됨으로써 공정조건을 변경한다.
광안정화 동안 특히 발생하는 레지스트 특징의 축소는 광산성 발생기(photoa cid generator)(PAG)로부터 산의 UV 발생에 의해 발생된다. 광안정화 및 차후의 고온 제조공정 동안의 열적 에너지는 블록 중합체(blocked polymers)의 산 촉매 블로킹 해제(acid-catalyzed deblocking)를 시작하게 한다. 상기 블로킹 그룹의 파괴 생성물(breakdown products)은 상기 레지스트로부터 쉽게 휘발되는 끊는점이 낮고 분자 질량이 적은 탄화수소 성분을 포함한다.
상기 포토레지스트에서 발생하는 산은 상이 만들어진 특징을 실현하는데 바람직하다. 이것은 특히 화학적으로 증폭된 포토레지스트에 있다. 결과적으로, 상기 산의 현상을 방해하는 것은 포토레지스트의 특징 실현에 방해가 된다.
포토레지스트의 특징 현상을 방해하는 재료는 아민을 포함한다. 아민은 산발생을 저지하는 아민의 성향 때문에 특히 "벌크(bulk)" 포토레지스트에 바람직하지 않다.
본 발명은 포토레지스트의 특징을 형성하고, 이 포토레지스트의 차후의 공정에 방해가 되는 재료, 즉, 아민을 갖고, 이것은 축소량을 줄인 포토레지스트에 더욱 안정된 특징을 생성하는 수단으로 바꾼다. 상(image)이 현상에 의해 포토레지스트에 완전하게 형성된 후, 산의 발생을 이용하는 것이 더 이상 중요하지 않고, 산발생을 저지하는 아민의 작용이 상의 형성 또는 변형된 상에 더 이상 유해하지 않기 때문에 더 이상 아민이 유해한 인자가 아니라는 사실에서 최소한 상기 줄여진 축소가 생긴다는 것을 알았다. 광안정화 및 차후의 공정동안 광산 발생기의 UV 광활성화에 의해 발생된 임의의 산을 중성화하거나 "제지(quenching)"함으로써, 상기 아민은 이러한 공정동안 축소를 막는데 도움을 준다.
광안정화 및 차후의 공정동안 축소를 줄이거나 제거함으로써, 본 발명은 현재 알고 있는 것보다 높은 예측가능도를 반도체 디바이스 형성에 유도한다. 축소를 줄이거나 제거함으로써, 본 발명은 축소를 보상하기 위하여 레지스트 두께를 크게할 필요성을 없앤다. 부가적으로, 에칭 및 이온주입동안 발생할 수 있는 예측할 수 없는 축소는 줄여지거나 제거된다.
본 발명의 발명가는 광안정화 및 다른 공정동안 발생하는 축소가 줄여질 수 있다는 것을 알았다. 본 발명은 유해한 아민의 통제된 이용을 통하여 상기 레지스트의 의도적인 섭동(perturbation) 및 수정으로 포토레지스트 축소를 줄인다. 본 발명은 광안정화 동안 발생하는 축소를 막기 위해서 화학적으로 증폭된 포토레지스트에 특히 유용하다.
물론, 본 발명에 따른 축소의 감소는 이용된 공정변수에 따라 변할 수 있다. 이러한 공정변수는 아래에 더욱 상세히 설명될 것이다.
본 발명에 따른 공정의 일 실시예에 따르면, 특징이 포토리소그래피 기술로 형성되는 포토레지스트는 적어도 한 개의 아민에 노출된다. 또한, 상기 포토레지스트는 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소에 노출될 수 있다는 것을 발견했다. 특히, 본 발명은 화학적으로 증폭된 포토레지스트에 유용하다. 상기 포토레지스트는 이하에 더욱 상세히 토론된다.
적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소의 이용은 증기 또는 가스 형태로 될 수 있다. 또한, 상기 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소는 가스의 혼합 형태로 될 수 있다. 상기 전체의 농도는 흡입가스 또는 증기와 결합하여 약 1% 이하의 범위가 될 수 있다. 택일적으로, 적어도 한 개의 아민,적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소는 축소를 최소화 한 요건을 충족시키는데 필요시 되는 바와 같이 고 농도로 이용될 수 있다. 이러한 농도는 어떤 적용 및 어떤 레지스트 재료에 대하여 아민, 아미드, 알데히드 및/또는 질소가 100% 만큼 높게 될 수 있다.
본원에 이용된 아민은 암모니아(NH3) 및/또는 한 개 이상의 아민을 함유한다. 상기 포토레지스트가 노출될 수 있는 아민(s)은 한 개 이상의 아민(s)을 포함한다. 상기 아민은 1차, 2차 또는 3차가 될 수 있다. 이용될 수 있는 특수 아민의 예는 RNH2, R2NH, R3N를 포함하는데, R은 탄화수소 기판이 될 수 있다. 예컨데, R, R2및 R3는 알킬기가 될 수 있다. 통상적으로, 상기 R, R2및 R3는 1 내지 12 탄소원자를 갖는 알킬기가 될 수 있다. 더욱 특히, R, R2및 R3는 1 내지 6 탄소원자의 알킬기가 될 수 있다. 알킬기의 일예는 메틸 그룹이다.
상기 언급된 바와 같이, 상기 적어도 한 개의 아민의 위치에 부가하여 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 적어도 한 개의 아민(R1-NCO-R2)이 될 수 있다. 알데히드의 일예는 포름알데히드이다. 통상적으로, 상기 알데히드는 1 에서 12의 탄소원자를 포함한다. 더욱 통상적으로, 상기 알데히드는 1에서 6의 탄소원자를 갖는다.
아미드의 경우에, R1및 R2는 탄화수소 기판이 될 수 있다. 예컨데, R1및 R2는 알킬(alkyl)기가 될 수 있다. 통상적으로, R1및 R2는 1에서 12의 탄소원자를 갖는 알킬기가 될 수 있다. 더욱 특히, R1및 R2는 1에서 6의 탄소원자의 알킬기가 될 수 있다. 알킬기의 일예는 메틸그룹이다. 아미드의 일예는 NMP로써 공지된 2N-메틸 피롤리딘(pyrrolidone)이다.
물론, 상기 이용된 아민, 아미드, 알데히드 및/또는 질소는 다양한 인자에 의존한다. 예컨데, 어떤 아민, 아미드, 또는 알데히드는 상기 아민, 아미드, 또는 알데히드의 구조 및 상기 포토레지스트의 구조에 기초한 포토레지스트에 더욱 효과적일 수 있다. 아민, 아미드, 알데히드 및/또는 질소가 특수 포토레지스트 및 특수 공정에 가장 적합하다는 것을 결정하는 것은 종래기술의 당업자에 의한 루틴검사 범위내에서 한다.
부가적으로, 본 발명에 따른 공정을 수행하기 전에, 포토레지스트의 축소 윤곽은 결정된다. 상기 축소 윤곽은 다양한 광안정화, 하드 베이킹, 에칭, 이온주입, 및/또는 다른 공정에 상기 특징을 노출할 때 포토레지스트에 형성된 포토리소그래피 특징으로 경험한 축소량을 포함한다. 상기 축소 윤곽은 상기 포토래지스트에 형성된 포토리소그래피 특징의 치수에 따른다. 현재 공개할 때, 종래기술의 당업자는 부적당한 실험없이 포토레지스트의 축소 윤곽을 결정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 포토레지스트 및 여기에 형성된 포토리소그래피 기술의 특징은 약 10초에서 300초 동안 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소에 제공될 수 있다. 상기 포토레지스트가 아민에 노출될 수 있는 시간의 기간은 상기 포토레지스트에 따라, 아민, 아미드, 알데히드 및/또는 질소가 변할수 있고, 다른 인자중에 축소감소가 원하는 정도 변할 수 있다. 상기 포토레지스트가 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소에 노출되는 시간의 기간은 대부분의 포토레지스트에 상기 아민을 스며들게 하기에 충분한 시간이 될 수 있다. 택일적으로, 상기 포토레지스트가 적어도 한 개의 아민에 노출되는 시간의 기간은 상기 포토레지스트에 포토리소그래피 특징의 형성후 발생하는 공정동안 포토레지스트의 축소량을 줄이는데 충분한 시간이다.
최소의 축소량을 갖고, 차후의 처리에 확실한 특징을 실현하기 위해서, 또한, 상기 레지스트 특징은 상승한 온도에 제공된다. 이전에 정의된 바와 같은 상기 광안정화 공정은 상승한 온도의 예를 기술하고, 상기 상승된 온도의 설비에 포함된 공정 변수의 예를 기술한다.
본 발명에 따라 처리하는 동안, 상기 레지스트 특징은 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소 증기 또는 가스에 부가적으로 제공되는 동안 특수공정에 필요한 상승된 온도로 UV 방사 및 제어된 램프(ramp)에 제공될 수 있다. 이러한 공정은 에칭 또는 이온주입에서 차후에 처리하여 특징이 확실하게 되는 동안 축소를 최소화 하는데 도움을 줄수 있다.
부가적으로, 대기중 보다 낮거나 진공관 안에서 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소를 이용한 광안정화 공정동안 웨이퍼를 처리하는 요건이 될 수 있다. 이러한 공정에 따라서, 상기 웨이퍼는 공정관에 위치될 수 있다. 상기 압력은 임의의 수준으로 감소될 수 있다. 예컨데, 상기 압력은 약 10-5토르(torr) 정도로 줄여질 수 있다. 택일적으로, 상기 압력은 약 12 토르 내지 10-3토르의 레벨 또는 약 10-3토르 내지 약 10-5의 레벨로 줄여질 수 있다. 상기 압력을 줄인후, 상기 광안정화 공정은 다시 실행할 수 있다. 상기 광안정화 공정 동안, 공정전에 또는 후에, 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소 증기 또는 가스는 상기 공정실 안으로 유입되어 특징축소의 최소화를 실현한다.
이렇게 감소된 압력조건은 상기 언급한 바와 같이 Matthews에 의해 기술된 광안정화 공정으로부터 벗어난 다른 방법으로써 포함된다. 본 발명에 따른 상기 공정은 대기 또는 대기중보다 낮은 조건에서 진행한다. 그러나, 대기중보다 낮거나 진공인 관은 몇몇의 사용자에게 필요시 될 수 있다. 대기중 보다 낮거나 진공인 관의 사용은 본 발명의 전제 또는 앤드 공정 결과를 변경하지 않는다. 따라서, 대기중 보다 낮거나 진공인 관에서의 동작은 본 발명을 수행하는 방법을 도시하지만, 이 방법이 유일한 것은 아니다.
또한, 본 발명은 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법을 포함한다. 이 방법에 따르면, 특징은 상기 포토레지스트의 용해도 특성을 바꾸기에 충분한 방사 파장으로 상기 포토레지스트를 노출시킴으로써 반도체 웨이퍼상에 증착된 포토레지스트에 포토리소그래피 기술로 형성된다. 이러한 표준공정들은 위에 더욱 상세히 토론되었다. 상기 반도체 웨이퍼 및 웨이퍼 상에 형성된 특징을 갖는 포토레지스트는 현상공정에 제공되어 상기 포토레지스트의 포지티브 또는 네가티브중 어느 관련 부분을 제거한다. 본 발명은 포지티브 포토레지스트가 가장 유용하다.
상기 나머지 포토레지스트는 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소에 노출되어 상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트의 다음 공정동안 특징의 축소를 줄인다. 상기 포토레지스트 및 반도체 웨이퍼는 상기 반도체 웨이퍼안 및/또는 상에 회로특징을 만들기 위해서 처리될 수 있다. 상기 아민, 아미드, 알데히드 및 질소에 관한 토론은 반도체 칩 디바이스를 형성하는 공정에 적용한다.
또한, 반도체 디바이스를 형성하는 방법은 상기 포토레지스트를 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소에 노출하는 동안 상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트를 광안정화 공정에 제공하는 단계를 포함한다.
또한, 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법은 포토레지스트를 현상공정에 제공하기 전에 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트를 포스트 노광 베이크 공정에 제공하는 단계를 포함한다. 상기 포스트 노광 베이크 공정은 상기 포토레지스트를 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소에 노출하기 전에 양호하게 발생한다. 상기 광안정화 공정은 상기 언급된 Matthews 특허에 기술된 단계를 포함한다. 택일적으로, 상기 공정은 본 발명을 충족시키기 위해서 수정될 수 있다.
그러나, 기본적인 전제는 동일하지만, 본 발명에 따른 광안정화 공정에 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소의 부가는 Matthews에 의해 기술된 바와 같은 기본 공정구조로 수정할 수 있다. 이것은 결코 UV 방사 및 제어된 열적 램핑의 사용이 제거될 필요가 있다는 것을 암시하는 것이 아니다. 상기 공정에 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소의 부가는 상기 웨이퍼를 UV 방사로 방사하는 동안 제어된 열적 램핑에 부가하여 처리하기 위해서 진공관 또는 대기중보다 낮은 관을 이용할 필요성이 있거나 없다.
본 발명의 공정에 따르면, 형성된 포토리소그래피 특징은 약 0.35㎛ 내지 약 0.05㎛의 최소의 폭을 갖는다. 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소에 노출 및 회로특징의 형성후, 상기 포토리소그래피 특징은 약 0.35㎛ 내지 0.05㎛의 최소의 폭을 갖는다. 상기 특징은 약 0 퍼센트 내지 5 퍼센트를 축소할 수 있다. 다르게 말하면, 상기 축소량은 약 100 퍼센트 내지 약 50 퍼센트 가량 줄어들 수 있다.
또한, 본 발명은 반도체 웨이퍼의 표면상에 포토레지스트의 형상을 포토리소그래피 기술로 형성하는 단계를 포함하는 공정에 따라 준비된 반도체 디바이스를 포함한다. 상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트는 현상공정에 제공된다. 상기 포토레지스트는 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소에 노출하여 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트의 다음 공정동안 포토레지스트의 특징 축소를 줄인다. 다음, 상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트는 반도체 웨이퍼상에 회로특징을 형성하기 위해서 처리된다. 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소에 노출시켜, 상기 포토레지스트 및 반도체 웨이퍼 공정의 세부한 토론은 본 발명에 따른 반도체 디바이스의 설명에 적용한다.
또한, 본 발명은 포토리소그래피 기술로 형성된 특징을 갖는 광안정화 포토레지스트를 포함하고, 상기 포토레지스트에 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소를 노출시키고, 상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트를 광안정화 공정에 제공하는 공정에 따라 준비된다. 또 다시, 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 질소에 관한 상기 상세한 토론은 역시 여기에도 적용한다.
포토레지스트안에 특징을 포토리소그래피 기술로 형성하는 방법, 포토레지스트를 노광하는 방법, 포스트 노광 베이크 공정, 형상공정 및 반도체 웨치퍼상에 회로특징을 형성하는 방법은 공지된다. 상기 공정예는 문헌[P,van zant, Microchip Fabrication, McGraw-Hill, 1997, or L. Thompson, G. Willson, M. Bowden, Introduction to Microlithography, 2nd Edition, American Chemical Society, 1994]에 나타나 있는데, 이렇게 공표한 전체 내용은 본원에 인용되었다.
본 발명은 깊은 UV 포토레지스트를 처리하는데 특히 유용하다. 특히, 본 발명은 화학적으로 증폭된 포토레지스트를 처리하는데 유용하다. 상기 레지스트의 예들은 광산(photoacid) 및 분자량이 변하는 블록(blocked) 중합체 합성수지로 구성된 화학식을 포함한다.
블록 중합체의 예들은
R=알킬기인 폴리(4-히드록실스티렌-co-4-[1-알콕시에톡시]스티렌) 또는
R=아릴기인 폴리(4-히드록실스티렌-co-4-[1-알콕시에톡시]스티렌)과,
폴리(4-히드록실스티렌-co-t-부틸아크릴레이트) 및
폴리(4-히드록실스티렌-co-t-부틸카르보닐히드록실스티렌)
이 있다.
그러나, 화학증폭(chemical amplication)이 필요한 포토레지스트도 이용될 수 있다. 본 발명에 이용될 수 있는 다른 포토레지스트는 폴리히드록시스티렌(PHS), 블록 폴리히드록시스티렌 및/또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 같은 메타크릴레이트를 포함한다. 상기 포토레지스트는 산성 불안정 첨가제(acid labile additives)를 포함한 단독중합체(homopolymers) 또는 산성 불안정 그룹(acid labile groups)을 포함한 공중합체(copolymer)로써 이용될 수 있다. 본 발명은 상을 실현하는데 화학증폭이 필요한 산성 불안정 그룹과 결합시 이용되는 재료로써 이용될 수 있다. 또한, 화학증폭이 필요없는 DNQ 레지스트 타입에도 유용하다는 것을 입증할 수 있다. 본 발명은 포지티브 포토레지스트에 특히 유용하다.
본 발명에 이용될 수 있는 포토레지스트의 예는 문헌[Ito, Deep-UV resists: Evolution and status, Solid State Technology, July 1996, PP.164-173]와, [Conl ey et al., Performance of an advanced DUV Photoresist for 256Mb DRAM fabricat ion, Future Fab International, pp. 123-130] 및 [Nalamasu et al., Recent prog ress in resist materials for 193 ㎚ lithography; Future Fab International, pp . 159-163]에서 찾을수 있는데, 이러한 것은 본원에 인용으로 포함되었다.
도 1은 포토레지스트의 실제 샘플상에서 본 발명의 효과 및 다른 조건하에서 처리하는 효과를 도시하는 현미경 사진을 나타낸다. 도 1의 모든 예에 사용된 포토레지스트는 상기 블로킹된 중합체 합성수지, 즉, 4-히드록실스티렌-co-t-부틸 아크릴레이트를 포함한다. 또한, 도 1에 도시된 모든 샘플은 상기 기술된 포스트 노광 베이크 공정에서 처리된다.
도 1에 도시된 조직사진의 제1열에 도시된 포토레지스트는 처리되지 않았고, 제2열에 도시된 포토레지스트는 약 5%의 암모니아와, 약 95%의 질소를 포함하는 대기중에서 처리되고, 부가적으로, 제3열에 도시된 포토레지스트는 100% 질소(N2) 가스를 포함하는 대기중에서 처리되고, 또한, 제4열에 도시된 포토레지스트는 약 40%의 상대습도를 갖는 주위의 공기 대기하에서 처리된다.
주위의 공기는 약 35% 내지 약 55%의 습도를 갖는다. 다른한편, 세정한 건조 공기(Clean Dry Air)(CDA)는 약 0% 정도의 상대습도를 갖을 수 있다. CDA의 상대습도는 약 2% 내지 약 3% 만큼 변할수 있다.
도 1에 도시된 광현미경 사진의 제1횡에 도시된 포토레지스트는 상기 열 1 -4에 목록된 조건에서 포토레지스트를 약 0.25 ㎛ 그룹 라인으로 처리한 공정을 도시하고, 광현미경 사진의 제2횡은 약 0.30 ㎛ 폭을 갖는 포토레지스트의 조밀하게 그룹화된 라인에 대하여 상기 열 1-4에 목록된 조건으로 처리한 효과를 도시하고, 부가적으로, 광현미경 사진의 제3횡은 상기 열 1-4에 목록된 조건에서 약 0,25 ㎛ 폭을 갖는 포토레지스트의 분리 라인에 대하여 처리하는 효과를 도시하고, 비슷하게, 현미경 사진의 횡 4는 상기 열 1-4에 목록된 조건에서 약 0.30 ㎛ 폭을 갖는 포토레지스트의 분리 라인에 대하여 처리하는 효과를 도시한다. 다른한편, 현미경 사진의 횡 5는 상기 열 1-4에 목록된 조건에서 포토레지스트의 대형 패드에 대하여 처리한 효과를 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 포토레지스트의 축소에 커다란 효과를 가진다. 열 2에 도시된 현미경 사진은 상기 처리하지 않은 샘플에 비하여 변화가 거의 없다는 것을 도시한다. 다른한편, 상기 질소와 공기로 처리된 샘플은 상당히 큰 축소를 도시한다.
또한, 도 2는 포토레지스트의 실제 샘플상에 본 발명의 효과 및 다른 조건하에서 처리한 효과를 도시하는 현미경 사진을 도시한다. 도 2에서 횡과 열의 배열은 열 2에 도시된 샘플을 처리하는데 이용된 아민이 약 15% NH3및 약 85% N2를 포함하는 것을 제외하면 도 1과 동일하다. 또한, 도 2는 본 발명으로 달성할 수 있는 중요한 결과를 도시한다.
도 3은 레지스트가 처리되는 대기상태의 작용에 의한 막 두께 축소율을 도시하는 라인 그래프를 나타낸다. 도 1의 현미경 사진에 도시된 레지스트와 같이, 도 3에 도시된 결과를 얻기위해서 처리되는 포토레지스트는 브로킹된 중합체 합성수지, 즉, 4-히드록실스티렌-co-t-부틸 아크릴레이트를 포함한다. 이 공정은 상기 기술된 바와 같이, 광안정화 공정을 포함하고 있다.
도 3에 도시된 그래프에 나타난 포토레지스트는 다이아몬드 형 데이터점으로 지시된 약 0.25 ㎛의 분리 라인이나, 사각 데이터점으로 지시된 약 0.30 ㎛의 분리 라인으로 형성된다. 제일 처음 또는 가장 뒤의 데이터점은 처리않된 제어 샘플을 도시한다. 두 번째 데이터점은 상기 기술된 바와 같은 습도를 갖는 주위의 공기에서 처리된 샘플을 나타낸다. 세 번째 샘플을 질소를 함유하는 대기에서 처리된다. 네 번째 및 다섯 번째 샘플은 아민 1 및 아민 2의 대기에서 각각 처리된다. 여기에 언급된 아민 1 및 아민 2는 약 5% NH3, 약 95% N2또는 약 15% NH3, 및 약 85% N2를 각각 함유하는 대기이다.
물론, 상기 제어 샘플에 도시된 축소는 존재하지 않는다. N2를함유하는 대기에서 상기 포토레지스트를 처리할 때, 상기 축소는 다소 작다. 그러나, 상기 아민중 한 개의 아민에서 처리할 때, 상기 축소는 상당히 작다. 도 3은 도 1 및 도 2에 현미경 사진으로 도시된 결과를 그래프로 도시한다.
도 4는 상기 포토레지스트의 라인이 도 3에 도시된 결과에 나타난 포토레지스트의 분리 라인과 거의 동일한 폭을 갖는 라인이 그룹화 되는 것 이외에 도 3과 비슷하다. 또한, 도 4는 막 두께 축소율 및 처리하는 대기상태를 도시한다.
도 5는 대기상태의 작용으로 막 두께 축소율을 도시하는 것 보다 오히려, 도 5가 대기상태의 작용에 의한 임계치수 축소율 결과를 도시하는 것 이외에 도 3과 비슷한 처리결과를 도시한다. 처리되는 포토레지스트 및 도 5에 도시된 결과는 도 3에 도시된 결과로 기술된 상기 라인과 거의 동일한 폭을 갖는 분리 라인으로 형성된다.
유사하게, 도 6은 임계 크기로 최초의 측정 비율과 같이 임계 크기상에 포토레지스트의 그룹화된 라인을 처리하는 효과를 도시한다. 이러한 그룹화된 라인의 축소는 도 6에 도시되고, 다이아몬드 형 데이터점 및 사각 데이터점에 의해 도 3 내지 도 5에 각각 도시되는 바와 같이 약 0.25 ㎛와 0.30 ㎛의 임계치수로 형성된다. 도 6은 주위의 공기, 질소를 함유한 대기, 적어도 한 개의 아민을 포함하는 대기 및 적어도 제2의 아민을 포함하는 대기에서 포토레지스트의 처리를 도시한다. 상기 제1 및 제2아민은 위와 같이 동일한 정의를 갖는다. 또한, 위와 비슷하게, 상기 제1아민 및 제2아민을 포함하는 대기는 다른 가스 재료를 포함할 수도 있다. 또한, 도 6은 제어 샘플을 도시한다.
도 3 내지 도 6에 도시될 수 있는 바와 같이, 두께와 임계치수에서 포토레지스트의 축소량은 아민을 포함하는 대기에서 포토레지스트를 처리할 때 상당히 줄어들거나 실제로 전체가 제거된다. 예컨데, 도 3에 도시된 바와 같이, 막 두께의 축소는 포토레지스트가 주위의 공기에서 처리될 때와 비교하여 약 75% 정도 줄어들 수 있다. 유사하게, 분리 라인상에 임계 크기의 비율 축소는 도 5에 도시된 바와 같은 예에서 전체적으로 제거될 수도 있다.
제3아민은 약 15%의 모노메틸아민을 포함하는 대기도 될 수 있다. 이 아민은 약 15%의 NH3를 포함하는 대기와 거의 동일한 효과를 가지는 것이 발견되었다. 다시, 상기 대기의 나머지 부분은 N2가 될 수 있다. 제4아민은 약 15%의 디메틸아민을 포함한다. 유사하게, 상기 대기의 나머지 부분도 N2가 될 수 있다. 본 발명에 이용되는 제5아민은 약 15%의 트리메틸아민을 포함한다. 상기 대기의 나머지 부분도 N2가 될 수 있다. 제3아민 및 제4아민과 비슷하게, 상기 대기의 나머지 부분도 N2가 될 수 있다. 상기 제3, 제4 및 제5아민과 도처에 N2를 이용함으로써, 헬륨, 네온, 크세논 및/또는 크립톤과 같은 적어도 한 개의 흡입가스는 상기 N2의 위치에 또는 부가하여 또한 이용될 수 있다.
상기 예에 도시된 바와 같이, 다양한 아민 및/또는 다른 가스 및/또는 증기는 본 발명에 이용될 수 있다. 부가적으로, 본 발명은 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 N2, 적어도 한 개의 흡입가스를 동시에 유입하는 것을 포함한다. 택일적으로, 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 N2의 가스 및/또는 증기 및/또는 적어도 한 개의 흡입가스는 상기 공정동안 여러번 유입된다. 예컨데, N2다음에 유입된 다음, 다른 아민이 유입된다. 상기 가스 및/또는 증기를 투여할 때 몇가지는 중복될 수 있다. 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 N2의 투여 가스 및/또는 증기 및/또는 적어도 한 개의 흡입가스의 임의의 결합은 이용될 수 있다. 어떤 예에 있어서, 가스 및/또는 증기의 투여순서는 상기 포토레지스트에서 일어나는 가교(cross linking) 반응을 가속하기 위해서 제어될 수 있다.
본 발명의 장점중에는 상기 포토레지스트를 처리하는 동안 포토레지스트에 형성된 특징의 축소를 매우 줄이거나 제거하는 것이 있다. 상기 공정은 처리시 예측가능성을 매우 향상시켰다. 상기 포토레지스트가 압력이 감소한 대기에서 처리되는 경우, 본 발명은 상기 압력의 감소로 인하여 용매의 끊는 온도가 상당히 낮아짐으로써 포토레지스트의 용매를 제거하는데 도움이 될 수 있다. 상기 용매는 상기 포토레지스트의 형성 또는 공정의 결과로 포토레지스트에 남겨질 수 있다.
5개의 다른 아민이 포토레지스트 처리용으로 앞서 설명되었을 지라도, 부가적으로 상기 예들이 널리 공지되고, 쉽게 이용할 수 있고, 상업적인 4-하이드록시스티렌-co-t-부틸 아크릴레이트 브로킹 중합체 합성수지를 포함하는 깊은 UV 포토레지스트를 이용했을 지라도, 많은 깊은 UV 레지스트는 이용될 수 있다. 이러한 라인에 따라서, 상기 포토레지스트는 비슷한 구조를 갖거나, 비슷한 방법으로 작용하거나, 상기 블로킹된 중합체 합성수지, 즉, 4-히드록시스티렌-co-t-부틸 아크릴레이트를 포함하는 포토레지스트와 동일한 특성을 갖는다.
상기 예에 의해서 도시된 바와 같이, 다양한 아민 및/또는 다른 가스 및/또는 증기는 본 발명에 따라 이용될 수 있다. 부가적으로, 또한, 본 발명은 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 N2및/또는 적어도 한 개의 흡입가스를 동시에 유입하는 것을 포함한다. 택일적으로, 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 N2의 가스 및/또는 증기 및/또는 적어도 한 개의 흡입가스는 상기 공정동안 여러번 유입될 수 있다. 예컨데, 아민이 N2다음에 유입된 다음, 다른 아민이 유입된다. 상기 가스 및/또는 증기의 투입시 약간 중복될 수 있다. 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및/또는 N2의 투입가스 및/또는 증기 및/또는 흡입가스의 결합은 이용될 수 있다. 몇가지 예에 있어서, 가스 및/또는 증기의 투입순서는 상기 포토레지스트에서 발생하는 가교반응을 가속하기 위해서 제어될 수 있다.
본 발명의 몇가지 예에 따르면, N2및 O2는 이용될 수 있다. 이러한 일 실시예는 약 50% N2및 약 50% O2를 이용한다.
본 발명의 다른 예에 따르면, 적어도 한 개의 아민은 상기 공정환경에 투여될 수 있다. 그 다음, 산소와 같은 적어도 한 개의 흡입가스 또는 반응가스는 투여될 수 있다.
발명에 대한 이전의 설명은 본 발명을 도시하고 설명한다. 부가적으로, 이렇게 공개한 설명은 본 발명의 양호한 실시예만을 도시하고 설명하지만, 앞서 언급한 바와 같이, 본 발명은 다양한 다른 결합, 수정 및 환경에서 이용할 수 있고, 본원에 표현된 발명의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하며, 관련기술의 가르침과 기술에 적당하다는 것이 이해될 것이다. 본원에 기술된 실시예는 발명을 실현하는데 알려진 최고의 방법을 설명하고, 종래기술의 당업자가 다른 실시예 또는 본 발명의 적용 또는 이용에 필요한 다양한 수정에 의해 본 발명을 이용할 수 있다. 따라서, 본원에 기술된 형태로 본 발명을 제한할 의도는 없다. 또한, 첨부한 청구범위가 다른 실시예도 만들 수 있다는 것을 포함한다.
포토레지스트를 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드, 또는 질소로 구성하는 그룹중에서 선택된 적어도 한 개의 재료에 노출시킴으로써 포토레지스트에 형성된 포토리스그래피 특징의 축소를 줄일 수 있다.

Claims (42)

  1. 포토레지스트에 형성된 포토리소그래피 특징(photolithographic features)의 축소를 줄이는 공정에 있어서,
    상기 포토레지스트를 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및 질소로 구성된 그룹중에서 선택된 적어도 한 개의 재료에 노출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트에 형성된 포토리소그래피 특징의 축소를 줄이는 공정.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 화학 증폭된 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 포토레지스트에 형성된 포토리소그래피 특징의 축소를 줄이는 공정.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 광산 발생기(photoacid generator) 및 분자량이 변하는 블록 중합체 합성수지로 구성된 레지스트를 구성하는 그룹중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트에 형성된 포토리소그래피 특징의 축소를 줄이는 공정.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 화학증폭이 필요한 포토레지스트인 것을 특징으로 하는포토레지스트에 형성된 포토리소그래피 특징의 축소를 줄이는 공정.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 폴리히드록실스티렌, 블록 폴리히드록실스티렌, 메타크릴레이트 및 블록 메타크릴레이트로 구성한 그룹중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트에 형성된 포토리소그래피 특징의 축소를 줄이는 공정.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 아민은 증기, 가스, 혼합가스 및 혼합증기로 구성한 그룹중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트에 형성된 포토리소그래피 특징의 축소를 줄이는 공정.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 아민은 1차, 2차, 또는 3차 아민인 것을 특징으로 하는 포토레지스트에 형성된 포토리소그래피 특징의 축소를 줄이는 공정.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 아민은 NH3, RNH2, R2NH, R3N으로 구성하고, R은 1에서 12인 탄소원자를 포함하는 알킬기인 그룹중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트에 형성된 포토리소그래피 특징의 축소를 줄이는 공정.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 약 10초에서 약 30초 까지의 시간동안 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드, 또는 질소에 제공되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트에 형성된 포토리소그래피 특징의 축소를 줄이는 공정.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 아민에 노출은 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드, 또는 질소에 주입되는 포토리소그래피 특징에 기인하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트에 형성된 포토리소그래피 특징의 축소를 줄이는 공정.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 상기 포토레지스트의 특징 형성후 발생하는 공정동안 경험하는 축소량을 줄이기에 충분한 정도로 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드, 또는 질소에 노출되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트에 형성된 포토리소그래피 특징의 축소를 줄이는 공정.
  12. 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법에 있어서,
    상기 포토레지스트의 용해 특성을 바꾸기에 충분한 방사 파장에 상기 포토레지스트를 노광시켜 반도체 웨이퍼의 표면상에 포토레지스트 특징을 포토리소그래피 기술로 형성하는 단계,
    상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트를 포스트 노광 베이크 공정에 제공하는 단계,
    상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트를 현상공정에 제공하는 단계,
    상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트의 다음 공정동안 포토레지스트안에 특징의 축소를 줄이기 위해서 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및 질소로 구성한 그룹중에서 선택된 한 개의 재료에 상기 포토레지스트를 노출하는 단계 및
    상기 반도체 웨이퍼안 및/또는 웨이퍼상에 회로특징을 형성하기 위해서 상기 반도체 및 포토레지스트를 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 포토레지스트를 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드, 또는 질소에 노출시킨 후에 상기 반도체 및 포토레지스트를 광안정화 공정에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 포토레지스트를 상기 현상공정에 제공하기 전에 상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트를 포스트 노광 베이크 공정에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 광안정화 공정은 상기 포토레지스트를 자외선 방사 및 상승된 온도에 제공한 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드, 또는 질소는 증기, 가스 및 혼합가스로 구성한 그룹중에서 선택된 형태인 것을 특징으로 하는 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 아민은 1차, 2차 또는 3차 아민인 것을 특징으로 하는 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 아민은 R이 1에서 12인 탄소원자를 포함하는 알킬기인 NH3, RNH2, R2NH, R3N으로 구성한 그룹중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 포토리소그래피 특징을 형성한 것은 약 0.35㎛에서 0.05㎛의 최소의 폭을 갖고, 상기 회로특징을 형성하는 공정후에 상기 포토리소그래피 특징은 약 0.35㎛에서 0.05㎛의 최소의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 포토리소그래피 특징을 형성한 것은 상기 회로특징을 형성하는 공정후에 상기 포토리소그래피 특징에 대하여 약 0%에서 5%의 최소폭을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 화학 증폭된 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 광산 발생기 및 분자량이 변하는 블록 중합체 합성수지로 구성된 레지스트로 구성하는 그룹중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법.
  23. 제12항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 화학증폭이 필요한 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법.
  24. 제12항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 폴리히드록실스티렌, 블록 폴리히드록실스티렌 및 메타클레이트로 구성한 그룹중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법.
  25. 제12항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 약 10초에서 300초의 시간동안 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드, 또는 질소에 제공되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법.
  26. 제12항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 상기 포토레지스트에 특징을 형성한 후에 발생하는 공정동안 경험하는 축소량을 줄이는데 충분한 정도로 상기 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드, 또는 질소에 노출되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 디바이스를 형성하는 방법.
  27. 반도체 디바이스에 있어서,
    반도체 웨이퍼의 표면상에 포토레지스트의 특징을 포토리소그래피 기술로 형성하는 단계,
    상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트를 포스트 노광 공정에 제공하는 단계,
    상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트를 현상공정에 제공하는 단계,
    상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트의 차후공정 동안 상기 포토레지스트의 특징을 줄이기 위해서 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드, 또는 질소로 구성한 그룹중에서 선택된 적어도 한 개의 재료에 상기 포토레지스트를 노출하는 단계 및
    상기 반도체 웨이퍼안 및/또는 웨이퍼상에 회로특징을 형성하기 위해서 상기 반도체 웨이퍼 및 상기 포토레지스트를 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 포토레지스트를 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드, 또는 질소에 노출한 후에 상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트를 광안정화 공정에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 포토레지스트를 상기 현상공정에 제공하기 전에 상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트를 포스트 노광 베이크 공정에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드, 또는 질소는 가스, 증기 및 혼합가스로 구성한 그룹중에서 선택된 형태인 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
  31. 제27항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 화학 증폭된 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
  32. 제27항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 광산 발생기 및 분자량이 변하는 블록 중합체 합성수지로 조성된 레지스트로 구성하는 그룹중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
  33. 제27항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 화학 증폭이 필요한 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
  34. 제27항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 폴리히드록실스티렌, 블록 폴리히드록실스티렌 및 메타크릴레이트로 구성한 그룹중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
  35. 제27항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 약 10초에서 300초의 시간동안 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드, 또는 질소에 제공되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
  36. 제27항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 상기 포토레지스트안에 특징을 형성한 후에 발생하는 공정동안 경험하는 축소량을 줄이는데 충분한 정도로 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드, 또는 질소에 노출하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
  37. 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드, 또는 질소로 구성한 그룹중에서 선택된 적어도 한 개의 재료에 상기 포토레지스트를 노출하는 단계 및
    상기 반도체 웨이퍼 및 포토레지스트를 광안정화 공정에 제공하는 단계를 포함하는 공정에 따라 포토리소그래피 기술로 형성되고 준비되는 특징을 갖는 광안정화 포토레지스트.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드, 또는 질소는 증기, 가스 및 혼합가스로 구성한 그룹중에서 선택된 형태인 것을 특징으로 하는 광안정화 포토레지스트.
  39. 제37항에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 아민은 1차, 2차 또는 3차 아민인 것을 특징으로 하는 광안정화 포토레지스트.
  40. 제37항에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 아민은 R 이 1에서 12인 탄소원자를 포함하는 알킬기인NH3, RNH2, R2NH, R3N으로 구성하는 그룹중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광안정화 포토레지스트.
  41. 제26항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 상기 포토레지스트의 특징을 형성한 후에 발생하는 공정동안 경험하는 축소량을 줄이는데 충분한 정도로 상기 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드, 또는 질소에 노출되는 것을 특징으로 하는 광안정화 포토레지스트.
  42. 포토레지스트에 형성된 포토리소그래피 특징의 축소를 줄이기 위해서 기판상에 증착된 포토레지스트를 처리하는 공정에 있어서,
    상기 포토레지스트를 노출하는 동안 상기 적어도 한 개의 아민, 적어도 한 개의 아미드, 적어도 한 개의 알데히드 및 질소로 이루어진 그룹중에서 선택된 적어도 한 개의 재료 소오스 및
    상기 기판 및 광안정화 공정에 제공하는 광안정화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 처리공정.
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