KR20020054120A - 열산 발생제를 포함하는 포토레지스트 조성물을 이용하여포토레지스트 패턴 폭 감소 현상을 개선하는 방법 - Google Patents
열산 발생제를 포함하는 포토레지스트 조성물을 이용하여포토레지스트 패턴 폭 감소 현상을 개선하는 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20020054120A KR20020054120A KR1020000082823A KR20000082823A KR20020054120A KR 20020054120 A KR20020054120 A KR 20020054120A KR 1020000082823 A KR1020000082823 A KR 1020000082823A KR 20000082823 A KR20000082823 A KR 20000082823A KR 20020054120 A KR20020054120 A KR 20020054120A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- photoresist
- pattern
- acid generator
- thermal acid
- formula
- Prior art date
Links
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 title 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 5
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 4
- BZBMBZJUNPMEBD-UHFFFAOYSA-N tert-butyl bicyclo[2.2.1]hept-2-ene-5-carboxylate Chemical compound C1C2C(C(=O)OC(C)(C)C)CC1C=C2 BZBMBZJUNPMEBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 claims description 3
- FYGUSUBEMUKACF-UHFFFAOYSA-N bicyclo[2.2.1]hept-2-ene-5-carboxylic acid Chemical compound C1C2C(C(=O)O)CC1C=C2 FYGUSUBEMUKACF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 2
- 125000000954 2-hydroxyethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])O[H] 0.000 claims 1
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 claims 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- PHSXOZKMZYKHLY-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl bicyclo[2.2.1]hept-2-ene-5-carboxylate Chemical compound C1C2C(C(=O)OCCO)CC1C=C2 PHSXOZKMZYKHLY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- -1 diphenyl iodo hexafluorophosphate Chemical compound 0.000 description 3
- 239000012953 triphenylsulfonium Substances 0.000 description 3
- FAYMLNNRGCYLSR-UHFFFAOYSA-M triphenylsulfonium triflate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.C1=CC=CC=C1[S+](C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 FAYMLNNRGCYLSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGHDLJAZIIFENW-UHFFFAOYSA-N 4-[1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-(4-hydroxy-3-prop-2-enylphenyl)propan-2-yl]-2-prop-2-enylphenol Chemical group C1=C(CC=C)C(O)=CC=C1C(C(F)(F)F)(C(F)(F)F)C1=CC=C(O)C(CC=C)=C1 QGHDLJAZIIFENW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCVRAVYDLNZUCY-ONEGZZNKSA-N C\C=C\CCC(C)C(O)=O Chemical compound C\C=C\CCC(C)C(O)=O MCVRAVYDLNZUCY-ONEGZZNKSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 229940000489 arsenate Drugs 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-hydroxypropanoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)O LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- WLOQLWBIJZDHET-UHFFFAOYSA-N triphenylsulfonium Chemical compound C1=CC=CC=C1[S+](C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 WLOQLWBIJZDHET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLZZZUYVKRXMRS-UHFFFAOYSA-N (4-benzhydrylphenyl) trifluoromethanesulfonate Chemical compound O(S(=O)(=O)C(F)(F)F)C1=CC=C(C(C2=CC=CC=C2)C2=CC=CC=C2)C=C1 ZLZZZUYVKRXMRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJYYHJOAZPZSQG-UHFFFAOYSA-N (4-methoxy-2,3-diphenylphenyl) trifluoromethanesulfonate Chemical compound C=1C=CC=CC=1C=1C(OC)=CC=C(OS(=O)(=O)C(F)(F)F)C=1C1=CC=CC=C1 WJYYHJOAZPZSQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPNBXOGOMSMGCF-UHFFFAOYSA-N (4-tert-butyl-2,3-diphenylphenyl) trifluoromethanesulfonate Chemical compound C=1C=CC=CC=1C=1C(C(C)(C)C)=CC=C(OS(=O)(=O)C(F)(F)F)C=1C1=CC=CC=C1 CPNBXOGOMSMGCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-K Arsenate3- Chemical compound [O-][As]([O-])([O-])=O DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- CYJIAJHBQYSDNE-UHFFFAOYSA-N [4-(2-methylpropyl)-2,3-diphenylphenyl] trifluoromethanesulfonate Chemical compound C=1C=CC=CC=1C=1C(CC(C)C)=CC=C(OS(=O)(=O)C(F)(F)F)C=1C1=CC=CC=C1 CYJIAJHBQYSDNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TUVYSBJZBYRDHP-UHFFFAOYSA-N acetic acid;methoxymethane Chemical compound COC.CC(O)=O TUVYSBJZBYRDHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- BHXIWUJLHYHGSJ-UHFFFAOYSA-N ethyl 3-ethoxypropanoate Chemical compound CCOCCC(=O)OCC BHXIWUJLHYHGSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940116333 ethyl lactate Drugs 0.000 description 1
- JGEMYUOFGVHXKV-UPHRSURJSA-N malealdehyde Chemical group O=C\C=C/C=O JGEMYUOFGVHXKV-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- BDJSOPWXYLFTNW-UHFFFAOYSA-N methyl 3-methoxypropanoate Chemical compound COCCC(=O)OC BDJSOPWXYLFTNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-M triflate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
-
- 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
-
- 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
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/039—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
- G03F7/0392—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
- G03F7/0395—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition the macromolecular compound having a backbone with alicyclic moieties
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
- Y10S430/1053—Imaging affecting physical property or radiation sensitive material, or producing nonplanar or printing surface - process, composition, or product: radiation sensitive composition or product or process of making binder containing
- Y10S430/1055—Radiation sensitive composition or product or process of making
- Y10S430/114—Initiator containing
- Y10S430/115—Cationic or anionic
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
- Y10S430/1053—Imaging affecting physical property or radiation sensitive material, or producing nonplanar or printing surface - process, composition, or product: radiation sensitive composition or product or process of making binder containing
- Y10S430/1055—Radiation sensitive composition or product or process of making
- Y10S430/114—Initiator containing
- Y10S430/122—Sulfur compound containing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
- Y10S430/143—Electron beam
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
- Y10S430/167—X-ray
- Y10S430/168—X-ray exposure process
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Abstract
본 발명은 열산 발생제 (thermal acid generator)를 포함하는 포토레지스트 조성물을 이용하여, 포토레지스트 패턴 폭 감소 (pattern width slimming) 현상을 개선하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 현상 공정을 거쳐 형성된 패턴을 한 번 더 가열함으로써 열산 발생제로부터 산이 발생되고, 이로부터 감광제가 가교 반응을 일으켜, 패턴 형성 후 SEM으로 CD 측정시 SEM 빔에 의해 패턴의 폭이 감소하는 것을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 포토레지스트 패턴 폭 감소 (pattern width slimming) 현상을 개선하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열산 발생제 (thermal acidgenerator)를 포함하는 포토레지스트 조성물을 이용하고, 현상 공정 후에 생성된 패턴을 가열함으로써 패턴 형성 후 주사 전자 현미경 (scanning electron microscope; 이하 "SEM"이라 약칭함)으로 선폭 (Critical Dimension; 이하 "CD"라 약칭함) 측정시 SEM 빔 (beam)에 의해 패턴의 폭이 감소하는 현상을 방지할 수 있는 방법에 관한 것이다.
기존의 반도체 공정시, CD 타켓 (CD target)을 설정하여 공정을 진행하므로, 미세 포토레지스트 패턴 형성시 패턴 형성 후 SEM으로 CD를 측정하는데, 패턴 형성후 SEM으로 CD를 측정한 직후의 CD는 타겟과 거의 일치하나, SEM 측정후 30초 정도 경과한 후에는, 즉 SEM을 보는 동안 패턴 폭이 감소되는 현상이 발생한다. SEM의 원리는 e-빔 (e-beam)을 고진공에서 투사하여 이미지를 보는 것인데, 대부분의 ArF 레지스트는 e-빔에 의해 크래킹 (cracking)이 일어나고 이때 고진공에 의해 크래킹된 부분들이 없어지기 때문에 패턴 폭이 감소되는 것이다. 따라서 반도체 공정 진행시 CD 측정이 곤란하여 CD 타겟 설정이 곤란한 문제점이 있다.
본 발명자들은 포토레지스트 조성물에 열산 발생제를 첨가하면 상기와 같은 문제를 해결할 수 있음을 알아내어 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 포토레지스트 패턴 형성 후 SEM으로 CD 측정시 SEM 빔에 의해 패턴의 폭이 감소하는 것을 방지할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
도 1a는 종래의 방법에 따라 형성된 패턴을 SEM으로 CD 측정한 직후의 사진이고,
도 1b는 종래의 방법에 따라 형성된 패턴을 SEM으로 CD 측정한 후 약 30초 경과한 패턴의 사진이며,
도 2a는 본 발명의 포토레지스트 조성물을 이용하여 형성된 패턴을 SEM으로 CD 측정한 직후의 사진이고,
도 2b는 본 발명의 포토레지스트 조성물을 이용하여 형성된 패턴을 SEM으로 CD 측정한 약 30초 경과한 패턴 사진이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 열산 발생제를 포함하는 포토레지스트 조성물을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 방법을 제공한다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서는 우선, 열산 발생제를 포함하는 포토레지스트 조성물을 이용함으로써 포토레지스트 패턴 폭 감소 현상을 개선할 수 있는 포토레지스트 패턴 형성 방법을 제공한다.
상기 패턴 형성 방법은 구체적으로,
(a) 열산 발생제를 포함하는 포토레지스트 조성물을 피식각층 상부에 도포하여 포토레지스트 막을 형성하는 단계와,
(b) 상기 포토레지스트 막을 노광하는 단계와,
(c) 상기 결과물을 현상하여 패턴을 얻는 단계와,
(d) 상기 패턴을 가열하는 단계를 포함한다.
이때 본 발명에서 사용하는 포토레지스트 조성물은 화학증폭형 포토레지스트 수지와, 광산 발생제와, 열산 발생제와 유기용매를 포함한다.
상기 열산 발생제는 하기 화학식 1 내지 화학식 4의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
한편, 상기 조성물에서 화학증폭형 포토레지스트 수지는 추후에 가교 결합이 형성될 수 있도록 히드록실기와 카르복실기, 그리고 말레익 안하이드라이드를 포함하는 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 본 발명에서 사용되는 포토레지스트 수지는 열산 발생제가 분해되는 온도인 150℃ 이상의 온도에서도 유동 (flow)되지 않는 특성을 가진 수지인 것이 바람직하다. 본 발명의 포토레지스트 수지의 예로서 폴리(t-부틸 바이사이클로[2.2.1]헵트-5-엔-2-카르복실레이트 / 2-히드록시에틸 바이사이클로[2.2.1]헵트-5-엔-2-카르복실레이트 / 바이사이클로[2.2.1]헵트-5-엔-2-카르복실산 / 말레익 안하이드라이드)를 들 수 있다.
상기 열산 발생제는 포토레지스트 수지에 대하여 0.1∼5 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
또한 광산발생제와 유기용매는 포토레지스트 조성물에 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있는데, 광산발생제로는 디페닐요도염 헥사플루오르포스페이트, 디페닐요도염 헥사플루오르 아르세네이트, 디페닐요도염 헥사플루오르 안티모네이트, 디페닐파라메톡시페닐 트리플레이트, 디페닐파라톨루에닐 트리플레이트, 디페닐파라이소부틸페닐 트리플레이트, 디페닐파라-t-부틸페닐 트리플레이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오르 포스페이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오르 아르세네이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오르 안티모네이트, 트리페닐설포늄 트리플레이트 및 디부틸나프틸설포늄 트리플레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 하나 또는 둘 이상 사용하는 것이 바람직하며; 유기 용매는 프로필렌글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 메틸 에테르, 에틸락테이트, 메틸 3-메톡시프로피오네이트, 에틸 3-에톡시프로피오네이트 또는 시클로헥사논 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 포토레지스트 형성 방법 중 (b)의 노광 단계는 EUV (Extreme Ultra Violet), VUV (Vacuum Ultra Violet), ArF, KrF, E-빔, X-선 또는 이온 빔을 광원으로 이용하여 수행되는 것이 바람직하며, (b) 단계의 노광전 및/또는 노광후에 베이크 공정을 수행할 수 있다. 노광전과 노광후에 행하는 소프트 베이크 및 포스트 베이크는 각각 110℃ 전후의 온도에서 수행되며, 150℃가 넘지 않는 한 소프트 베이크나 포스트 베이크 공정 중에 열산 발생제에서 산이 발생되지는 않는다.
상기 (d) 단계의 가열은 열산 발생제가 분해될 수 있는 온도인 150℃ 이상의 온도, 바람직하게는 150∼250℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 패턴 형성방법에서는, 기존의 패턴 형성과정과 달리 형성된 패턴을 가열하는 단계를 더 거치게 되는데, 이 단계에서 열산 발생제로부터 산이 발생되고 이 산이 촉매 역할을 하여 포토레지스트 중합체 내의 히드록실기와 카르복실기; 히드록실기와 말레익 안하이드라이드; 또는 카르복실기와 말레익안 하이드라이드 등이 가교 결합을 형성하게 된다.
또한 본 발명에서는, 상기 포토레지스트 형성 방법에 의해 제조된 반도체 소자를 제공한다.
이하 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다. 단 실시예는 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
비교예
폴리(t-부틸 바이사이클로[2.2.1]헵트-5-엔-2-카르복실레이트 / 2-히드록시에틸 바이사이클로[2.2.1]헵트-5-엔-2-카르복실레이트 / 바이사이클로[2.2.1]헵트-5-엔-2-카르복실산 / 말레익 안하이드라이드) 수지 1g 및 광산발생제인 트리페닐설포늄 트리플레이트 0.012g을 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트 (PGMEA) 용매 7.2g에 녹인 후 필터로 여과시켜 포토레지스트 조성물을 얻었다.
이 조성물을 실리콘 웨이퍼 위에 스핀 도포한 후 110℃에서 90초간 가열하였다. 가열후 ArF 레이저 노광장비로 노광하고 110℃에서 90초간 다시 가열하였다. 가열 완료후 2.38wt% TMAH 수용액으로 현상하여 얻어진 패턴의 CD를 SEM으로 측정한 직후 138nm L/S 패턴이 얻어졌다 (도 1a 참조). 이렇게 SEM으로 측정한 후 30초 가량 경과하였을 때 폭이 26nm 감소한 112nm L/S 패턴이 되었다 (도 1b 참조).
실시예
폴리(t-부틸 바이사이클로[2.2.1]헵트-5-엔-2-카르복실레이트 / 2-히드록시에틸 바이사이클로[2.2.1]헵트-5-엔-2-카르복실레이트 / 바이사이클로[2.2.1]헵트-5-엔-2-카르복실산 / 말레익 안하이드라이드) 수지 1g, 광산발생제인 트리페닐설포늄 트리플레이트 0.012g 및 상기 화학식 2c의 열산 발생제 0.2g을 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트 (PGMEA) 용매 7.2g에 녹인 후 필터로 여과시켜 포토레지스트 조성물을 얻었다.
이 조성물을 실리콘 웨이퍼 위에 스핀 도포한 후 110℃에서 90초간 가열하였다. 가열후 ArF 레이저 노광장비로 노광하고 110℃에서 90초간 다시 가열하였다. 가열 완료후 2.38wt% TMAH 수용액으로 현상하여 얻어진 패턴의 CD를 SEM으로 측정한 직후 138nm L/S 패턴을 얻었다 (도 2a 참조). 이렇게 형성된 패턴을 175℃에서 60초간 가열 처리한 다음 SEM으로 CD를 측정한 결과 시간이 경과하여도 폭의 감소가 전혀 없이 138nm L/S 패턴이 유지되었다 (도 2b 참조).
이상의 비교예 및 실시예에서 살펴본 바와 같이, 종래의 방법에서는 SEM에 의한 CD 측정 이후에 패턴의 폭이 무려 26nm나 감소되어 반도체 공정 중 CD 측정이 거의 불가능하였으나, 본 발명의 방법에 따른 실시예에서는 SEM으로 CD를 측정한 후에도 패턴 폭이 전혀 감소하지 않아 CD 측정과 무관하게 반도체 공정을 진행할 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 포토레지스트 패턴 형성 과정에서, 열산 발생제를 포함하는 포토레지스트 조성물을 사용하고, 현상 공정 이후에 형성된 패턴을 가열하면 패터닝된 포토레지스트 조성물에 가교가 일어나 SEM 빔에 의해 영향을 받지 않음으로써 반도체 공정 중 CD 타겟 설정을 용이하게 할 수 있다.
Claims (10)
- (a) 열산 발생제 (thermal acid generator)를 포함하는 포토레지스트 조성물을 피식각층 상부에 도포하여 포토레지스트 막을 형성하는 단계;(b) 상기 포토레지스트 막을 노광하는 단계;(c) 상기 결과물을 현상하여 패턴을 얻는 단계; 및(d) 상기 패턴을 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 포토레지스트 조성물은 화학증폭형 포토레지스트 수지와, 광산 발생제와, 열산 발생제와 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 열산 발생제는 하기 화학식 1 내지 화학식 4의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.[화학식 1][화학식 2][화학식 3][화학식 4]
- 제 2 항에 있어서,상기 화학증폭형 포토레지스트 수지는 히드록실기를 포함하는 화합물, 카르복실기를 포함하는 화합물 및 말레익 안하이드라이드 중에서 선택되는 화합물을 1 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 포토레지스트 수지는 폴리(t-부틸 바이사이클로[2.2.1]헵트-5-엔-2-카르복실레이트 / 2-히드록시에틸 바이사이클로[2.2.1]헵트-5-엔-2-카르복실레이트 / 바이사이클로[2.2.1]헵트-5-엔-2-카르복실산 / 말레익 안하이드라이드)인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 열산 발생제는 포토레지스트 수지에 대하여 0.1∼5 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 (b)의 노광 단계는 EUV (Extreme Ultra Violet), VUV (Vacuum Ultra Violet), ArF, KrF, E-빔, X-선 또는 이온 빔을 광원으로 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 (d) 단계의 가열은 열산 발생제의 분해 온도 이상에서 수행하는 것을특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 온도는 150∼250℃인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성 방법.
- 제 1 항의 방법에 의해 제조된 반도체 소자.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020000082823A KR100546098B1 (ko) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 열산 발생제를 포함하는 포토레지스트 조성물을 이용하여포토레지스트 패턴 폭 감소 현상을 개선하는 방법 |
| US10/006,633 US6787285B2 (en) | 2000-12-27 | 2001-12-05 | Pattern width slimming-inhibiting method of photoresist pattern using photoresist composition containing thermal acid generator |
| JP2001384658A JP3837328B2 (ja) | 2000-12-27 | 2001-12-18 | フォトレジストパターン形成方法、及び半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020000082823A KR100546098B1 (ko) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 열산 발생제를 포함하는 포토레지스트 조성물을 이용하여포토레지스트 패턴 폭 감소 현상을 개선하는 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20020054120A true KR20020054120A (ko) | 2002-07-06 |
| KR100546098B1 KR100546098B1 (ko) | 2006-01-24 |
Family
ID=19703671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020000082823A KR100546098B1 (ko) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 열산 발생제를 포함하는 포토레지스트 조성물을 이용하여포토레지스트 패턴 폭 감소 현상을 개선하는 방법 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6787285B2 (ko) |
| JP (1) | JP3837328B2 (ko) |
| KR (1) | KR100546098B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100764392B1 (ko) * | 2001-12-19 | 2007-10-05 | 주식회사 하이닉스반도체 | 열산발생제를 포함하는 유기 난반사 방지막을 이용한 초미세 패턴의 형성 방법 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6797451B2 (en) * | 1999-07-30 | 2004-09-28 | Hynix Semiconductor Inc. | Reflection-inhibiting resin used in process for forming photoresist pattern |
| JP4410977B2 (ja) * | 2002-07-09 | 2010-02-10 | 富士通株式会社 | 化学増幅レジスト材料及びそれを用いたパターニング方法 |
| KR100674932B1 (ko) * | 2005-01-03 | 2007-01-26 | 삼성전자주식회사 | Ｐａｇ및 ｔａｇ를 포함하는 화학증폭형 포토레지스트 조성물을 이용한 반도체 소자의 미세 패턴 형성 방법 |
| US7527913B2 (en) * | 2007-01-25 | 2009-05-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Photoacid generators, photoresist composition including the same and method of forming pattern using the same |
| US7741015B2 (en) * | 2007-02-16 | 2010-06-22 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Patterning process and resist composition |
| JP2010028101A (ja) * | 2008-06-16 | 2010-02-04 | Sumitomo Chemical Co Ltd | レジスト処理方法 |
| WO2010026968A1 (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-11 | 住友化学株式会社 | レジスト処理方法 |
| US8574810B2 (en) * | 2009-04-27 | 2013-11-05 | Tokyo Electron Limited | Dual tone development with a photo-activated acid enhancement component in lithographic applications |
| EP2287668A1 (en) * | 2009-06-26 | 2011-02-23 | Rohm and Haas Electronic Materials, L.L.C. | Methods of forming electronic devices |
| JP5753351B2 (ja) * | 2009-11-19 | 2015-07-22 | ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ エルエルシーＲｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＬＬＣ | 電子デバイスを形成する方法 |
| US20140120469A1 (en) * | 2012-10-31 | 2014-05-01 | Rohm And Haas Electronic Materials Llc | Thermal acid generators for use in photoresist |
| CN105097579B (zh) * | 2014-05-06 | 2018-04-13 | 无锡华润上华科技有限公司 | 半导体装置的量测方法、蚀刻方法及形成方法 |
| US9673059B2 (en) * | 2015-02-02 | 2017-06-06 | Tokyo Electron Limited | Method for increasing pattern density in self-aligned patterning integration schemes |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100265597B1 (ko) * | 1996-12-30 | 2000-09-15 | 김영환 | Arf 감광막 수지 및 그 제조방법 |
| JP2001109143A (ja) * | 1999-10-01 | 2001-04-20 | Fuji Photo Film Co Ltd | 硬化性組成物 |
| KR100557585B1 (ko) * | 1999-10-29 | 2006-03-03 | 주식회사 하이닉스반도체 | 레지스트 플로우 공정용 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 컨택홀의 형성방법 |
-
2000
- 2000-12-27 KR KR1020000082823A patent/KR100546098B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-12-05 US US10/006,633 patent/US6787285B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-12-18 JP JP2001384658A patent/JP3837328B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100764392B1 (ko) * | 2001-12-19 | 2007-10-05 | 주식회사 하이닉스반도체 | 열산발생제를 포함하는 유기 난반사 방지막을 이용한 초미세 패턴의 형성 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020081504A1 (en) | 2002-06-27 |
| JP3837328B2 (ja) | 2006-10-25 |
| KR100546098B1 (ko) | 2006-01-24 |
| US6787285B2 (en) | 2004-09-07 |
| JP2002214804A (ja) | 2002-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6723488B2 (en) | Photoresist composition for deep UV radiation containing an additive | |
| JP3751065B2 (ja) | レジスト材料及びレジストパターンの形成方法 | |
| JP3429592B2 (ja) | レジストパターンの形成方法 | |
| US6949325B2 (en) | Negative resist composition with fluorosulfonamide-containing polymer | |
| US6447980B1 (en) | Photoresist composition for deep UV and process thereof | |
| JP3380128B2 (ja) | レジスト材料及びレジストパターンの形成方法 | |
| US6800416B2 (en) | Negative deep ultraviolet photoresist | |
| KR101977886B1 (ko) | 패턴 프로파일 개선용 화학증폭형 포지티브 포토레지스트 조성물 | |
| JP2003502698A (ja) | 電子線露光による１９３ｎｍ感光性フォトレジスト材料の改変 | |
| KR100546098B1 (ko) | 열산 발생제를 포함하는 포토레지스트 조성물을 이용하여포토레지스트 패턴 폭 감소 현상을 개선하는 방법 | |
| WO2006013475A2 (en) | Photoresist compositions | |
| JP2000029220A (ja) | フォトレジスト組成物 | |
| KR101551503B1 (ko) | 패턴 형성 방법 | |
| US6699645B2 (en) | Method for the formation of resist patterns | |
| JPH08262717A (ja) | レジスト組成物及びレジストパターンの形成方法 | |
| US6753128B2 (en) | Photoresist additive for preventing acid migration and photoresist composition comprising the same | |
| JP3919806B2 (ja) | レジスト材料及びレジストパターンの形成方法 | |
| JP3803313B2 (ja) | レジスト材料及びレジストパターンの形成方法 | |
| US6830869B2 (en) | Pattern forming material and method of pattern formation | |
| JP2006091898A (ja) | レジスト材料及びレジストパターンの形成方法 | |
| WO2004102272A2 (en) | Photoresist composition for deep uv and imaging process thereof | |
| US5229256A (en) | Process for generating positive-tone photoresist image | |
| KR20110078797A (ko) | 네가티브형 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법 | |
| JP2001027808A (ja) | 化学増幅系ポジ型レジスト |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E801 | Decision on dismissal of amendment | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121224 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131223 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |