KR20040058966A - 이머젼 리소그라피 방법 - Google Patents

이머젼 리소그라피 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이머젼 물질을 포토레지스터가 도포된 기판위에 스핀코팅하는 이머젼 리소그라피 방법에 관한 것으로, 대상층 상에 포토레지스트를 도포하는 단계와, 포토레지스트 상에 이머젼층을 도포하는 단계와, 이머젼층과 상기 포토레지스트를 통과하여 소정 영역에 노광하는 단계와, 이머젼층을 제거하는 단계와, 포토레지스트를 부분적으로 잔류시키기 위해 현상하는 단계를 포함한다.

Description

이머젼 리소그라피 방법{Immersion lithography method}
본 발명은 이머젼 리소그라피 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이머젼 물질을 포토레지스터가 도포된 기판위에 스핀코팅하는 이머젼 리소그라피 방법에 관한 것이다.
이머젼 리소그라피(immersion lithography)는 노광파장에 대한 굴절률이 공기 또는 진공상태의 굴절률 1 보다 큰 이머젼 물질을 최종 광학렌즈와 웨이퍼 상단에 채워 넣음으로써 실질적인 파장인 유효 파장(λeff) 보다 짧게 하여 분해능을 증가 시키는 방법이다.
일반적으로 노광장치의 분해능은 수학식 1과 같이 표현가능하다.
여기서 k1는 공정상수, λair는 광원의 광파장 그리고 NA는 노광장치의 렌즈구경에 관계되는 상수이다. 따라서, 유효파장이 짧아지면 수학식 1에서 볼 수있는 바와 같이 분해능이 우수해진다.
이하, 도 1을 참조하여 종래기술에 의한 이머젼 리소그라피 방법을 설명한다.
도 1은 종래 기술의 이머젼 리소그라피 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
렌즈(1)를 통과하여 입사되는 빛은 웨이퍼(3)에 도달하기 전에 이머젼층(2)을 통과하게 된다. 그러나, 이머젼층(2)은 물이나 PETE(perfluorinated polyethers)와 같은 액상물질을 이용하는 방법이 주로 이용된다. 이 때 유효 파장은 수학식 2와 같이 표현가능하다. 통상 물의 굴절율은 1.3, PETE의 굴절율은 1.5 정도이다.
그러나. 이러한 종래 기술에 의한 방법은 웨이퍼 스테이지, 웨이퍼 상,하단 그리고 렌즈의 표면을 오염시키거나 액상의 흐름, 흔들림 등의 치명적인 문제점을 안고 있어 실용화에 큰 어려움이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 단파장에 의한 해상도 증가, 공정마진의 확보 등이 가능한 리소그라피 공정을 확보하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종래 기술인 액상 방법에 비해 웨이퍼 스테이지, 렌즈 표면, 웨이퍼 뒷면 등의 오염을 줄일 수 있고, 공정 방법의 현실화가 가능하도록 하는 것이다.
도 1은 종래 기술의 이머젼 리소그라피 방식에 의한 리소그라피 방식을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이머젼 리소그라피 제조 방법의 흐름도이다.
도 3a는 본 발명의 이머젼 리소그라피 공정에 의해 유효파장이 감소하는 상황을 도시한 개념도이다.
도 3b는 이머젼층과 각속도와 관계를 설명하기 위한 개념도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 설명
1: 렌즈 2 : 이머젼층
3: 웨이퍼
10: 기판 12: 포토레지스트
14: 이머젼층
상술한 문제점을 해결하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명은 대상층 상에포토레지스트를 도포하는 단계와, 포토레지스트 상에 이머젼층을 도포하는 단계와, 이머젼층과 포토레지스트를 통과하여 소정 영역에 노광하는 단계와, 이머젼층을 제거하는 단계와, 포토레지스트를 부분적으로 잔류하도록 현상하는 단계를 포함하는 이머젼 리소그라피 방법을 제공한다.
"대상층"이라 함은 식각하기 위해서 그 상부에 리소그라피 공정이 수행되는 모든 물질을 포함하는 막으로서, 그 종류는 한정되지 않고 다양하게 가능하다.
이머젼층은 노광파장에 대한 굴절율이 1 보다 크고 포토레지스트 보다 적은 유기물질 또는 무기 물질의 혼합물일 수 있으며, 바람직하게는, 후단공정으로 진행되는 현상공정에서 현상액에 용해가 용이하도록 극성을 가진 용제를 포함하는 유기물이다.
한편, 이머젼 물질의 노광파장에 대한 굴절율은 1.0 내지 2.0 일 수 있으며, 이머젼층은 스핀도포에 의하여, 회전속도는 500 내지 5000 RPM 사이에서 1㎛ 내지 10000㎛ 의 두께로 도포될 수 있다.
한편, 이머젼층의 제거는 DI워터 또는 TMAH(TetraMethyl Ammonium Hydroxide:테트라 메칠 암모늄 하이드록사이드) 수용액을 이용하여 수행가능하다.
이하, 도 2a 내지 도 2e를 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이머젼 리소그라피 방법을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 한편, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭하며, 중복되는 요소에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.
먼저, 기판(10)이 준비되고(도 2a), 기판(10) 상에 포토레지스트(12)가 도포된다(도 2b). 그 후에 포토레지스트(12) 상에 이머젼층(14)을 형성한다(도 2c).
이머젼층(14)은 적어도 포토레지스층(12) 보다 두껍게 형성하는 것이 바람직하고, 박막 간섭(thin film interference)이 최소가 되도록 한다. 이머젼층(14) 물질은 노광파장에 대한 굴절율이 1 보다 크고 포토레지스트 보다 적은 유기물질 또는 무기 물질의 혼합물이 가능하며, 스핀도포로 코팅가능하다. 한편, 이머젼 물질을 도포하고 난 뒤, 베이킹 공정을 실시할 수 있다. 바람직하게는 이머젼 물질의 노광파장에 대한 굴절율이 1.0 내지 2.0 사이를 갖는다.
이머젼층(14)은 스핀코팅으로 형성할 수 있다. 이머젼층(14)을 스핀도포에 의해 확보하는 것은 통상적인 스핀 코팅과 마찬가지로 소정의 균일한 막을 얻기 하하여 회전RPM, 점도, 습도, 온도 등이 조절파라미터가 된다.
따라서, 일반적인 이머젼층의 두께는 회전속도(ω=RPM), 점도(μ=viscosty), 습도(H=huminity), 온도(T=temperature) 및 부피(V=volume)의 함수(f(ω,μ,H, T, V))가 된다. 도 3b는 이머젼층과 각속도와 관계를 설명하기 위한 개념도이다.
일반적으로 도포되는 두께와 각속도의 관계는 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
따라서, 스핀도포시의 회전속도는 500 내지 5000 RPM 사이에서 1㎛ 이상 10000㎛ 이하의 두께를 갖도록 도포 가능한 점성을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 스핀 코팅 공정은 1회 이상 실시하여 이머젼층(14)을 형성하는 것도 가능하다. 한편, 이머젼층(14)은 후단공정으로 진행되는 현상공정에서 현상액에 용해가 용이하도록 알콜기와 같은 극성을 가진 용제(Pola-Solvent, -OH etc)를 포함하는 유기물일 수 있다.
다음으로, 도 2d를 참조하면, 포토마스크(50)를 이용하여 노광공정을 실시한다. 노광시에는 공기의 굴절율 보다 굴절율이 큰 이머젼층을 통과하면서 수학식 2과 같이 유효파장이 감소된다. 도 3a는 유효파장이 감소하는 상황을 도시한 개념도를 나타낸다. 유효파장이 감소하면 광학장치의 분해능은 우수해 지는 것은 전술한 바와 같다.
다음으로 도 2e를 참조하면, 이머젼층(14)을 제거하고 포토레지스트(12)를 현상하여 불필요한 영역에 도포된 포토레지스트(12)를 제거한다. 이머젼층(14)의 제거는 DI워터 또는 TMAH(TetraMethyl Ammonium Hydroxide:테트라 메칠 암모늄 하이드록사이드) 2.38wt%수용액을 이용하여 제거할 수 있다. 한편, 전술한 바와 같이 상기 용액에 의해 완전히 제거되지 않은 이머젼층(14)은 현상공정시에 현상액에 완전히 용해될 수 있도록 이머젼층을 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 관련한 이 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
따라서. 상술한 구성을 통하여 본 발명은 단파장에 의한 해상도 증가, 공정마진의 확보 등이 가능한 리소그라피 공정을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 종래 기술인 액상 방법에 비해 웨이퍼 스테이지, 렌즈 표면, 웨이퍼 뒷면 등의 오염을 줄일 수 있고, 공정 방법의 현실화가 가능하도록 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 대상층 상에 포토레지스트를 도포하는 단계;
    상기 포토레지스트 상에 이머젼층을 도포하는 단계;
    상기 이머젼층과 상기 포토레지스트를 통과하여 소정 영역에 노광하는 단계;
    상기 이머젼층을 제거하는 단계; 및
    상기 포토레지스트를 선택적으로 잔류시키기 위해 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이머젼 리소그라피 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이머젼층은 노광파장에 대한 굴절율이 1 보다 크고 포토레지스트 보다 적은 유기물질 또는 무기 물질의 혼합물인 것을 특징으로 하는 이머젼 리소그라피 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이머젼층은 후단공정으로 진행되는 현상공정에서 현상액에 용해가 용이하도록 극성을 가진 용제를 포함하는 유기물인 것을 특징으로 하는 이머젼 리소그라피 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이머젼 물질의 노광파장에 대한 굴절율은 1.0 내지 2.0 인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 이머젼 리소그라피 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이머젼층은 스핀도포에 의하여, 회전속도는 500 내지 5000 RPM 사이에서 1㎛ 내지 10000㎛ 의 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 이머젼 리소그라피 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이머젼층의 제거는 DI워터 또는 TMAH(TetraMethyl Ammonium Hydroxide:테트라 메칠 암모늄 하이드록사이드) 수용액을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는이머젼 리소그라피 방법.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100665979B1 (ko) * 2004-09-29 2007-01-10 다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤 제거장치, 보호막형성장치, 기판처리시스템 및 제거방법
KR100701344B1 (ko) * 2004-09-03 2007-03-29 한국과학기술원 미세바늘배열 키트 및 자외선 노광을 이용한 미세바늘배열키트 제조방법
KR100724764B1 (ko) * 2004-10-30 2007-06-04 주식회사 케맥스 이머전 리소그래피를 위한 오버코팅용 조성물
KR100734672B1 (ko) * 2005-12-28 2007-07-02 동부일렉트로닉스 주식회사 이머젼 리소그래피의 패턴형성방법
NL1030480C2 (nl) * 2004-11-23 2008-04-25 Taiwan Semiconductor Mfg Immersiefotolithografie met megasonische spoeling.
US7879531B2 (en) 2004-01-23 2011-02-01 Air Products And Chemicals, Inc. Immersion lithography fluids
US8007986B2 (en) 2004-01-23 2011-08-30 Air Products And Chemicals, Inc. Immersion lithography fluids
CN103345009A (zh) * 2013-07-08 2013-10-09 西北工业大学 表面等离子体透镜的批量化制备方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7879531B2 (en) 2004-01-23 2011-02-01 Air Products And Chemicals, Inc. Immersion lithography fluids
US8007986B2 (en) 2004-01-23 2011-08-30 Air Products And Chemicals, Inc. Immersion lithography fluids
KR100701344B1 (ko) * 2004-09-03 2007-03-29 한국과학기술원 미세바늘배열 키트 및 자외선 노광을 이용한 미세바늘배열키트 제조방법
KR100665979B1 (ko) * 2004-09-29 2007-01-10 다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤 제거장치, 보호막형성장치, 기판처리시스템 및 제거방법
KR100724764B1 (ko) * 2004-10-30 2007-06-04 주식회사 케맥스 이머전 리소그래피를 위한 오버코팅용 조성물
NL1030480C2 (nl) * 2004-11-23 2008-04-25 Taiwan Semiconductor Mfg Immersiefotolithografie met megasonische spoeling.
KR100734672B1 (ko) * 2005-12-28 2007-07-02 동부일렉트로닉스 주식회사 이머젼 리소그래피의 패턴형성방법
CN103345009A (zh) * 2013-07-08 2013-10-09 西北工业大学 表面等离子体透镜的批量化制备方法
CN103345009B (zh) * 2013-07-08 2015-04-22 西北工业大学 表面等离子体透镜的批量化制备方法

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