KR20050048950A - 유기 반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트의패턴 형성 방법 - Google Patents

유기 반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트의패턴 형성 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20050048950A
KR20050048950A KR1020030082701A KR20030082701A KR20050048950A KR 20050048950 A KR20050048950 A KR 20050048950A KR 1020030082701 A KR1020030082701 A KR 1020030082701A KR 20030082701 A KR20030082701 A KR 20030082701A KR 20050048950 A KR20050048950 A KR 20050048950A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photoresist
antireflection film
pattern
organic
organic antireflection
Prior art date
Application number
KR1020030082701A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100611394B1 (ko
Inventor
정재창
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR1020030082701A priority Critical patent/KR100611394B1/ko
Priority to US10/979,837 priority patent/US7270933B2/en
Priority to TW093133699A priority patent/TWI315025B/zh
Priority to JP2004330821A priority patent/JP4514583B2/ja
Priority to CNB2004100956990A priority patent/CN100517067C/zh
Publication of KR20050048950A publication Critical patent/KR20050048950A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100611394B1 publication Critical patent/KR100611394B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • 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
    • G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/091—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement
    • 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
    • G03F7/0045—Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

본 발명은 포토레지스트의 초미세 패턴 형성 공정에서 패턴의 균일도를 향상시키기 위해 사용되는 유기 반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트의 패턴 형성 방법에 관한 것으로, 특히, 노광을 통하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 과정에서, 포토레지스트막에 포함된 광산 발생제에 의해 노광 부위에서 과도한 산이 발생하고 이러한 산이 비노광 부위로까지 확산됨으로써 포토레지스트 패턴이 손상되거나, 무너지는 현상을 방지할 수 있는 유기 반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 유기 반사 방지막 조성물은 광흡수제와 가교제와 열산 발생제와 유기 용매를 포함하는 유기 반사 방지막 조성물에 있어서, 부가적으로 광염기 발생제를 포함함을 특징으로 하는 것이다.

Description

유기 반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트의 패턴 형성 방법{ORGANIC ANTI-REFLECTIVE COATING COMPOSITION AND PHOTORESIST PATTERN-FORMING METHOD USING IT}
본 발명은 포토레지스트의 초미세 패턴 형성 공정에서 패턴의 균일도를 향상시키기 위해 사용되는 유기 반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트의 패턴 형성 방법에 관한 것으로, 특히, 노광을 통하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 과정에서, 포토레지스트막에 포함된 광산 발생제에 의해 노광 부위에서 과도한 산이 발생하고 이러한 산이 비노광 부위로까지 확산됨으로써 포토레지스트 패턴이 손상되거나, 무너지는 현상을 방지할 수 있는 유기 반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
최근 들어 반도체 소자가 고집적화·미세화됨에 따라, 고감도의 초미세 패턴을 형성하기 위하여, 화학 증폭성의 포토레지스트가 각광을 받고 있으며, 이러한 포토레지스트를 형성하기 위한 조성물로써, 산에 민감하게 반응하는 구조의 중합체와 광산 발생제를 배합하여 사용하고 있다.
이러한 화학 증폭성 포토레지스트의 작용 기전을 살피면, 예를 들어, 포지티브 포토레지스트의 경우, 광원으로부터 빛을 받으면 포토레지스트 중의 광산 발생제가 노광 부위에서 산을 발생시키고, 이러한 산과 중합체가 노광 후 베이크 공정에서 반응함으로써 상기 노광 부위의 중합체가 분해되며, 추후의 현상 공정에서 상기 분해된 중합체로 이루어진 노광 부위의 포토레지스트가 현상액에 의해 용해·제거된다. 이에 비해, 비노광 부위에서는 산이 발생하지 않으므로, 중합체가 분해되지 않아서 포토레지스트가 잔류하므로, 결국, 원하는 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다.
그러나, 이러한 포토레지스트 패턴 형성 공정에서는, 노광 공정 또는 노광 후 지연 과정 중에, 노광 부위에서 발생한 산이 비노광 부위로까지 확산됨으로써, 비노광 부위에 잔류하는 포토레지스트 패턴을 손상시키는 문제점이 있었던 것이 사실이다. 특히, 셀 영역에 비해 잔류하는 포토레지스트 패턴 사이의 간격이 넓은 페리 영역에서는, 노광 부위가 커짐에 따라 과도한 산이 발생하며, 따라서, 과도한 산에 의해 패턴이 무너지는 현상까지 일어나게 된다.
이 때문에, 종래부터 비노광 부위로의 산확산에 의한 패턴의 손상 및 패턴의 무너짐 등을 방지할 수 있는 기술이 절실히 요구되어 왔다. 특히, 종래에는 비노광 부위로의 산 확산 현상을 방지하기 위해, 노광 공정에서 발생된 산과 결합 가능한 약염기성 아민 또는 아미드 화합물을 화학 증폭형 포토레지스트 조성물에 첨가하는 방법을 사용하여 왔다.
그러나, 상기 아민 또는 아미드 화합물은 250nm 이하의 극단파장 영역, 예를 들어 KrF(248nm) 또는 ArF(193nm) 등의 파장 영역에서 큰 광 흡수도를 가지므로, 포토레지스트 조성물의 감도(sensitivity)를 저하시키는 문제가 있었다. 따라서, 포토레지스트 조성물의 감도를 저하시키지 않고도, 비노광부위로의 산확산에 의한 패턴의 무너짐 등을 방지할 수 있는 기술 개발이 계속적으로 요구되고 있다.
한편, 종래부터 하부층으로부터의 반사광 및 회절광 등에 의한 포토레지스트 패턴의 손상을 방지하기 위하여, 포토레지스트막과 하부층 사이에 반사 방지막이 도입되어 왔다. 특히, 최근에는 유기계 반사 방지막이 많이 사용되고 있는 바, 이러한 종래의 유기 반사 방지막은 광흡수제, 가교제, 열산 발생제 및 유기 용매를 포함하는 조성물에 의해 형성된다.
즉, 이러한 유기 반사 방지막 조성물은 상기 가교제와 열산 발생제에 의하여 그 내부에 가교 결합이 형성됨으로써, 포토레지스트 용매에 의해 용해되지 않고, 포토레지스트막과 하부층 사이에 양호하게 형성될 수 있으며, 이러한 유기 반사 방지막은 포토레지스트 패턴 형성에 사용되는 광원에 대해 높은 흡광도를 가지는 광 흡수제를 포함하므로, 하부층으로부터의 반사광 및 회절광 등으로부터 포토레지스트 패턴을 보호할 수 있으며, 이에 따라, 패턴의 균일도를 향상시킬 수 있다.
그러나, 이러한 유기 반사 방지막을 도입하더라도, 하부층으로부터의 반사광 및 회절광 등에 의한 패턴의 손상을 방지할 수 있을 뿐, 비노광 부위로의 산확산에 의한 패턴 손상 등은 전혀 방지할 수 없었던 것이 사실이다.
이에 본 발명의 목적은 포토레지스트막의 감도를 저하시키지 않으면서도, 비노광 부위로의 산확산에 의한 포토레지스트 패턴의 손상 또는 패턴의 무너짐 현상을 효과적으로 방지할 수 있도록 하는 유기 반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 광흡수제와, 가교제와, 열산 발생제와, 유기 용매를 포함하는 유기 반사 방지막 조성물에 있어서, 부가적으로 광염기 발생제를 포함함을 특징으로 하는 유기 반사 방지막 조성물을 제공한다.
즉, 본 발명의 유기 반사 방지막 조성물은 광흡수제, 가교제, 열산 발생제 및 유기 용매를 포함하는 종래의 유기 반사 방지막 조성물에, 패턴 형성 공정에서 사용하는 소정 파장의 광원에서 빛을 받으면 염기를 발생시키는 광염기 발생제를 추가함을 특징으로 하고 있는 바, 포토레지스트의 비노광 부위로 확산되는 산을, 광염기 발생제에 의해 발생하는 염기로 중화시킬 수 있으므로, 비노광 부위로의 산확산에 의한 패턴의 손상 및 무너짐 현상 등을 방지할 수 있다. 특히, 이러한 유기 반사 방지막 조성물을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 경우, 노광 부위가 커서 과다한 산이 발생하는 페리 영역에서도, 그에 상응하는 양의 염기가 발생하여 과다한 산을 대부분 중화시킬 수 있으므로, 페리 영역에서의 패턴 무너짐을 완전히 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 포토레지스트 조성물에 별도의 물질을 부가하는 것이 아니라, 포토레지스트막의 하부에 도입되는 유기 반사 방지막 조성물을 통하여 산확산에 의한 패턴의 무너짐 현상 등을 개선하므로, 포토레지스트막의 감도를 저하시키지 않고도, 상술한 바와 같은 효과를 거둘 수 있다.
이러한 본 발명의 유기 반사 방지막 조성물에 있어서, 상기 광염기 발생제는 포토레지스트 패턴 형성 공정에서 사용하는 광원의 종류에 따라, 해당 광원의 빛을 받으면 염기를 발생시키는 물질을 당업자가 자명하게 선택하여 사용할 수 있다. 다만, 193nm ArF를 광원으로 사용하는 경우, 포름아닐리드(formanilide)를 광염기 발생제로 사용함이 바람직하다. 상기 물질을 광염기 발생제로 사용함으로써, 193nm ArF를 광원으로 사용한 포토레지스트의 초미세 패턴 형성 공정에서 비노광 부위로의 산확산에 의한 패턴의 손상 또는 무너짐을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 유기 반사 방지막 조성물에 있어서, 상기 광흡수제로는 종래부터 광흡수제로 사용되어오던 물질을 일반적으로 사용할 수 있으며, 특히, 패턴 형성에 사용하는 광원의 종류에 따라, 해당 광원의 빛에 대해 흡광도가 높은 물질을 당업자가 자명하게 선택하여 사용할 수 있다.
특히, 193nm ArF를 광원으로 사용하는 초미세 패턴 형성 공정에서는 하기 화학식 1의 구조를 가지는 폴리비닐페놀을 광흡수제로 사용할 수 있다. 이러한 광흡수제 중합체는 본 발명의 출원 전부터 당업계에서 널리 사용되어오던 것으로, 당업자에게 자명한 방법을 통해 제조될 수 있다.
[화학식 1]
또한, 상기 가교제 중합체 역시 종래의 유기 반사 방지막 조성물에서 가교제로 사용되던 물질을 일반적으로 사용할 수 있으나, 특히, 하기 화학식 2의 구조를 가지는 중합체를 가교제로서 사용함이 바람직하다.
[화학식 2]
상기 식에서, R1 및 R2 는 각각 측쇄 또는 직쇄 치환된 C1 ~ C10 의 알킬기 또는 알릴기를 나타내며, R3 는 수소 또는 메틸기를 나타내고, a, b는 각 단량체의 몰분율로써 0.1-0.9를 나타낸다.
상기 중합체 역시 종래부터 193nm ArF를 광원으로 사용하는 초미세 패턴 형성 공정에서 가교제로써 널리 사용되어 오던 물질로, 이의 구체적인 제조 방법은 당업자에게 널리 알려진 바와 같다.
상기 본 발명에 의한 유기 반사 방지막 조성물에 있어서, 상기 열산 발생제로는 하기 화학식 3의 구조를 가지는 2-하이드록시헥실파라톨루엔설포네이트 (2-hydroxyethyl p-toluenesulfonate)를 사용함이 바람직하다.
[화학식 3]
이러한 열산 발생제는 상기 유기 반사 방지막 조성물 내에서, 가교제와 광흡수제 사이에 일어나는 가교 반응을 활성화시키기 위한 촉매로써, 상기 열산 발생제를 포함하는 유기 반사 방지막을 웨이퍼 상에 도포한 후, 베이크 등의 열공정을 수행하면 상기 열산 발생제로부터 산이 발생되고, 이렇게 발생된 산의 존재 하에, 상기한 바와 같은 가교 반응이 일어나서, 유기 반사 방지막 내부에 가교 결합이 형성되고, 이에 따라, 포토레지스트의 용매에 용해되지 않는 유기 반사 방지막이 형성되는 것이다.
또한, 상기 본 발명의 유기 반사 방지막 조성물에 있어서, 상기 유기 용매로는 종래부터 반사 방지막 조성물에 대한 용매로써 사용되던 통상적인 유기용매를 모두 사용할 수 있으나, 바람직하게는 에틸 3-에톡시프로피오네이트, 메틸3-메톡시프로피오네이트, 사이클로헥사논, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(PGMEA) 등을 사용할 수 있으며, 특히 바람직하게는, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트를 사용할 수 있다.
상기 본 발명에 의한 유기 반사 방지막 조성물에 있어서, 상기 화학식 2의 가교제 중합체는, 상기 조성물에 포함되는 화학식 1의 광 중합체의 함량을 기준으로, 50-400중량%의 양으로 포함됨이 바람직하고, 상기 열산 발생제는 조성물에 포함되는 광흡수제 중합체의 양에 대해 10-200중량%의 양으로 포함됨이 바람직하며, 상기 유기 용매는 본 발명에 의한 조성물에 포함되는 가교제 및 광흡수제의 전체 양에 대하여 1000-10000중량%의 양으로 포함됨이 바람직하다.
또한, 상기 광염기 발생제는 광흡수제 중합체의 양을 기준으로 10-200중량%의 양으로 포함됨이 바람직하다. 만일, 광염기 발생제의 함량이 이보다 낮아지면, 포토레지스트의 노광 부위에서 발생하여 비노광 부위로 확산되는 산을 효과적으로 중화시킬 수 없어서, 산확산에 의한 패턴의 손상 등을 제대로 방지할 수 없으며, 200중량% 이상의 광염기 발생제가 포함되면 과량의 염기가 발생하여 이러한 염기에 의해 오히려 패턴의 손상이 초래될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 본 발명에 의한 유기 반사 방지막 조성물을 피식각층 상부에 도포하는 단계; 상기 결과물에 대해 베이크 공정을 진행하여, 가교 결합을 형성시킴으로써 유기 반사 방지막을 형성하는 단계; 상기 형성된 유기 반사 방지막 상부에 포토레지스트를 도포하고, 노광한 다음 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 포토레지스트의 패턴 형성 방법을 제공한다.
즉, 이러한 본 발명의 패턴 형성 방법에 있어서는, 본 발명의 유기 반사 방지막 조성물을 사용하여 포토레지스트 패턴을 형성함으로써, 노광 부위에서 발생한 산이 비노광 부위로 확산됨으로써 포토레지스트 패턴이 손상되거나, 무너지는 등의 문제점을 방지할 수 있으며, 또한, 상기 광흡수제를 함유하는 유기 반사 방지막에 의해 하부층으로부터의 난반사에 의한 패턴의 손상 역시 방지할 수 있으므로, 결국, 수직의 양호한 패턴이 형성될 수 있다.
상기 본 발명에 의한 패턴 형성 방법에 있어서, 상기 베이크 공정은 150-300℃의 온도에서 1-5분간 수행함이 바람직하다. 이러한 조건으로 베이크를 진행함으로써, 열산 방지제로부터 산이 발생되어, 반사 방지막 내에 가교 결합이 형성되며, 이에 따라, 포토레지스트의 용매에 용해되지 않는 반사 방지막이 형성된다.
또한, 상기 본 발명에 의한 패턴 형성 방법에 있어서, 상기 패턴을 형성하는 단계 중 노광하기 전이나 후에 베이크 공정을 부가적으로 진행할 수 있으며, 이러한 베이크 공정은 70-200℃의 온도에서 수행됨이 바람직하다.
본 발명에 의한 상기 유기 반사 방지막 조성물 및 패턴 형성 방법은 주로 193nm ArF 광원을 사용하는 초미세 패턴 형성 공정에 적용되나, KrF, EUV를 포함하는 원자외선(DUV), E-빔, X-선 또는 이온빔을 사용하여 수행되는 초미세패턴 형성 공정에 있어서도 마찬가지로 적용될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 본 발명에 의한 패턴 형성 방법을 통하여 제조되는 반도체 소자를 제공한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이다.
비교예 1 : 종래 기술에 의한 반사 방지막 조성물의 제조
하기 화학식 4의 가교제 중합체 0.5g, 하기 화학식 1의 폴리비닐페놀 광흡수제 중합체 0.5g 및 열산 발생제로 사용되는 하기 화학식 3의 2-하이드록시헥실파라톨루엔설포네이트 0.085g을 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트 50g에 용해시킨 후, 0.2㎛의 미세필터에 통과시켜 종래 기술에 의한 유기 반사 방지막 조성물을 제조하였다.
[화학식 4]
[화학식 1]
[화학식 3]
실시예 1 : 본 발명에 의한 반사 방지막 조성물의 제조
상기 비교예 1의 성분에 0.1g의 포름아닐리드를 부가하고, 상기 비교예 1의 제조 방법과 동일한 제조 방법을 통하여 본 발명의 유기 반사 방지막 조성물을 제조하였다.
비교예 2 : 종래 기술에 의한 포토레지스트 패턴 형성
비교예 1에서 제조된 유기 반사 방지막 조성물을 실리콘 웨이퍼 상에 35nm 두께로 도포한 후, 240℃의 온도에서 90초간 베이크하여 가교 결합을 형성시킴으로써, 유기 반사 방지막을 형성하였다.
이와 같이 유기 반사 방지막이 형성된 웨이퍼 위에, JSR의 AR1221J 193nm용 감광제를 0.20 미크론의 두께로 코팅하고, 130℃의 온도에서 90초간 베이크한 후, ASML사의 ArF 스캐너(NA=0.75)를 사용하여 노광시킨다. 노광 후 다시 130℃에서 90초간 베이크한 다음, 2.38중량% TMAH 현상액으로 현상하여, 최종 포토레지스트 패턴을 형성하였다. 이러한 포토레지스트 패턴은 도 1에 도시된 바와 같다.
실시예 2 : 본 발명에 의한 포토레지스트 패턴 형성
실시예 1에서 제조된 유기 반사 방지막 조성물을 실리콘 웨이퍼 상에 35nm 두께로 도포한 후, 240℃의 온도에서 90초간 베이크하여 가교 결합을 형성시킴으로써, 유기 반사 방지막을 형성하였다.
이와 같이 유기 반사 방지막이 형성된 웨이퍼 위에, JSR의 AR1221J 193nm용 감광제를 0.20 미크론의 두께로 코팅하고, 130℃의 온도에서 90초간 베이크한 후, ASML사의 ArF 스캐너(NA=0.75)를 사용하여 노광시킨다. 노광 후 다시 130℃에서 90초간 베이크한 다음, 2.38중량% TMAH 현상액으로 현상하여, 최종 포토레지스트 패턴을 형성하였다. 이러한 포토레지스트 패턴은 도 2에 도시된 바와 같다.
첨부한 도 1, 2를 참조하면, 종래 기술에 의한 포토레지스트 패턴 형성 방법에서는 비노광 부위로 확산된 산에 의하여 포토레지스트 패턴이 무너지는 현상이 관측되나, 본 발명에 따라 포토레지스트 패턴을 형성하면 광염기 발생제로 상기 산을 중화시킬 수 있으므로, 패턴의 무너짐 현상이 관측되지 않고, 수직의 양호한 포토레지스트 패턴이 형성된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 비노광 부위로 과도한 산이 확산되어 포토레지스트 패턴이 손상되거나, 무너지는 등의 문제점을 해결할 수 있다. 특히, 포토레지스트 패턴의 간격이 큰 페리 영역에서 과량의 산이 발생하더라도, 이를 모두 염기로 중화시킬 수 있으므로, 산에 의한 패턴의 무너짐 등을 방지할 수 있으며, 또한, 포토레지스트의 감도를 저하시키지도 않는다.
따라서, 본 발명에 의하면 수직의 양호한 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있어서, 반도체 공정의 수율 향상에 기여할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의하여 형성된 포토레지스트 패턴에서 패턴의 무너짐 현상이 발생한 모습을 나타낸 도면이고,
도 2는 광염기 발생제를 포함하는 본 발명의 유기 반사 방지막 조성물을 사용하여 포토레지스트 패턴을 형성한 경우, 패턴의 무너짐이 발생하지 않고 수직의 양호한 패턴이 형성됨을 나타낸 도면이다.

Claims (16)

  1. 광흡수제와, 가교제와, 열산 발생제와, 유기 용매를 포함하는 유기 반사 방지막 조성물에 있어서,
    부가적으로 광염기 발생제를 포함함을 특징으로 하는 유기 반사 방지막 조성물
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광염기 발생제로는 포름 아닐리드를 사용하는 유기 반사 방지막 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광흡수제로는 하기 화학식 1의 구조를 가지는 폴리비닐페놀을 사용하는 유기 반사 방지막 조성물.
    [화학식 1]
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 가교제로는 하기 화학식 2의 구조를 가지는 중합체를 사용하는 유기 반사 방지막 조성물.
    [화학식 2]
    상기 식에서, R1 및 R2 는 각각 측쇄 또는 직쇄 치환된 C1 ~ C10 의 알킬기 또는 알릴기를 나타내며, R3 는 수소 또는 메틸기를 나타내고, a, b는 각 단량체의 몰분율로써 0.1-0.9를 나타낸다.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 열산 발생제로는 하기 화학식 3의 구조를 가지는 2-하이드록시헥실파라톨루엔설포네이트를 사용하는 유기 반사 방지막 조성물.
    [화학식 3]
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유기 용매로는 에틸 3-에톡시프로피오네이트, 메틸3-메톡시프로피오네이트, 사이클로헥사논 또는 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트를 사용하는 유기 반사 방지막 조성물.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 가교제는, 광흡수제의 양을 기준으로, 50-400중량%의 양으로 포함되는 유기 반사 방지막 조성물.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 열산 발생제는, 광흡수제의 양에 대해 10-200중량%의 양으로 포함되는 유기 반사 방지막 조성물.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 유기 용매는 가교제 및 광흡수제의 전체 양에 대하여 1000-10000중량%의 양으로 포함되는 유기 반사 방지막 조성물.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광염기 발생제는 광흡수제의 양에 대해 10-200중량%의 양으로 포함되는 유기 반사 방지막 조성물.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항의 유기 반사 방지막 조성물을 피식각층 상부에 도포하는 단계;
    상기 결과물에 대해 베이크 공정을 진행하여, 가교 결합을 형성시킴으로써 유기 반사 방지막을 형성하는 단계;
    상기 형성된 유기 반사 방지막 상부에 포토레지스트를 도포하고, 노광한 다음 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 포토레지스트의 패턴 형성 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 베이크 공정은 150-300℃의 온도에서 1-5분간 수행하는 포토레지스트의 패턴 형성 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 패턴을 형성하는 단계 중 노광하기 전이나 후에 베이크 공정을 부가적으로 진행하는 포토레지스트의 패턴 형성 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 베이크 공정은 70-200℃의 온도에서 수행되는 포토레지스트의 패턴 형성 방법.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 패턴 형성 방법은 F2, ArF, KrF, EUV를 포함하는 원자외선(DUV), E-빔, X-선 또는 이온빔을 광원으로 사용하는 초미세패턴 형성 공정에 적용되는 포토레지스트의 패턴 형성 방법.
  16. 제 11 항에 의한 패턴 형성 방법을 통하여 제조되는 반도체 소자.
KR1020030082701A 2003-11-20 2003-11-20 유기 반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트의패턴 형성 방법 KR100611394B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030082701A KR100611394B1 (ko) 2003-11-20 2003-11-20 유기 반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트의패턴 형성 방법
US10/979,837 US7270933B2 (en) 2003-11-20 2004-11-02 Organic anti-reflective coating composition and method for forming photoresist pattern using the same
TW093133699A TWI315025B (en) 2003-11-20 2004-11-04 Organic anti-reflective coating composition and method for forming photoresist pattern using the same
JP2004330821A JP4514583B2 (ja) 2003-11-20 2004-11-15 有機反射防止膜組成物及びこれを利用したフォトレジストのパターン形成方法
CNB2004100956990A CN100517067C (zh) 2003-11-20 2004-11-22 有机抗反射涂覆组合物及用其形成光阻图案的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030082701A KR100611394B1 (ko) 2003-11-20 2003-11-20 유기 반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트의패턴 형성 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050048950A true KR20050048950A (ko) 2005-05-25
KR100611394B1 KR100611394B1 (ko) 2006-08-11

Family

ID=34587948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030082701A KR100611394B1 (ko) 2003-11-20 2003-11-20 유기 반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트의패턴 형성 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7270933B2 (ko)
JP (1) JP4514583B2 (ko)
KR (1) KR100611394B1 (ko)
CN (1) CN100517067C (ko)
TW (1) TWI315025B (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4362867B2 (ja) * 2002-12-10 2009-11-11 株式会社ニコン 露光装置及びデバイス製造方法
KR100570211B1 (ko) * 2003-12-24 2006-04-12 주식회사 하이닉스반도체 유기 반사방지막용 가교제 중합체, 이를 포함하는 유기반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트의 패턴형성 방법
US7723008B2 (en) * 2005-03-22 2010-05-25 Intel Corporation Photoactive adhesion promoter in a slam
US20070117041A1 (en) * 2005-11-22 2007-05-24 Christoph Noelscher Photosensitive coating for enhancing a contrast of a photolithographic exposure
JP5338434B2 (ja) * 2009-03-31 2013-11-13 大日本印刷株式会社 パターン形成用基板の製造方法、パターン形成用基板、及びパターン形成方法
TWI556958B (zh) * 2010-09-14 2016-11-11 東京應化工業股份有限公司 基質劑及含嵌段共聚物之層的圖型形成方法
US8507191B2 (en) 2011-01-07 2013-08-13 Micron Technology, Inc. Methods of forming a patterned, silicon-enriched developable antireflective material and semiconductor device structures including the same
US9159559B2 (en) * 2013-03-11 2015-10-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Lithography layer with quenchers to prevent pattern collapse
US9146469B2 (en) * 2013-03-14 2015-09-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Middle layer composition for trilayer patterning stack
KR102417180B1 (ko) * 2017-09-29 2022-07-05 삼성전자주식회사 Duv용 포토레지스트 조성물, 패턴 형성 방법 및 반도체 소자의 제조 방법

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5650261A (en) * 1989-10-27 1997-07-22 Rohm And Haas Company Positive acting photoresist comprising a photoacid, a photobase and a film forming acid-hardening resin system
JPH07261393A (ja) * 1994-03-25 1995-10-13 Toshiba Corp ネガ型レジスト組成物
US5663036A (en) * 1994-12-13 1997-09-02 International Business Machines Corporation Microlithographic structure with an underlayer film comprising a thermolyzed azide
JP3985359B2 (ja) * 1998-09-18 2007-10-03 住友化学株式会社 レジスト組成物
US6338934B1 (en) 1999-08-26 2002-01-15 International Business Machines Corporation Hybrid resist based on photo acid/photo base blending
KR100574482B1 (ko) * 1999-09-07 2006-04-27 주식회사 하이닉스반도체 유기 난반사 방지막용 조성물과 이의 제조방법
KR100481601B1 (ko) 1999-09-21 2005-04-08 주식회사 하이닉스반도체 광산 발생제와 함께 광염기 발생제를 포함하는 포토레지스트 조성물
JP2002006501A (ja) * 1999-11-09 2002-01-09 Sumitomo Chem Co Ltd 化学増幅型レジスト組成物
TW556047B (en) * 2000-07-31 2003-10-01 Shipley Co Llc Coated substrate, method for forming photoresist relief image, and antireflective composition
TW576859B (en) * 2001-05-11 2004-02-21 Shipley Co Llc Antireflective coating compositions
JP3608536B2 (ja) * 2001-08-08 2005-01-12 松下電器産業株式会社 電子部品実装方法
JP2003140352A (ja) * 2001-11-05 2003-05-14 Toshiba Corp 反射防止膜、これを用いたレジストパターン形成方法および半導体装置の製造方法
US7138218B2 (en) * 2001-12-18 2006-11-21 Hynix Semiconductor Inc. Process for forming an ultra fine pattern using a bottom anti-reflective coating film containing an acid generator
US6878500B2 (en) * 2002-04-06 2005-04-12 Marlborough, Stripping method
JP2003177543A (ja) * 2002-09-30 2003-06-27 Oki Electric Ind Co Ltd レジストパターンの形成方法
US20050215713A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Hessell Edward T Method of producing a crosslinked coating in the manufacture of integrated circuits

Also Published As

Publication number Publication date
CN100517067C (zh) 2009-07-22
US20050112497A1 (en) 2005-05-26
JP4514583B2 (ja) 2010-07-28
TW200519537A (en) 2005-06-16
US7270933B2 (en) 2007-09-18
JP2005157352A (ja) 2005-06-16
CN1652026A (zh) 2005-08-10
KR100611394B1 (ko) 2006-08-11
TWI315025B (en) 2009-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4216705B2 (ja) フォトレジストパターン形成方法
KR102152674B1 (ko) 저온 적용을 위한 이온성 열산 발생제
KR101724384B1 (ko) 전자 장치를 형성하기 위한 조성물 및 방법
EP2089770B1 (en) Method of creating photolithographic structures with developer-trimmed hard mask
KR102021456B1 (ko) 레지스트 적용에서 광산 발생제로서 술폰산 유도체 화합물
CN104914672B (zh) 基于含多羟基结构分子玻璃的底部抗反射组合物及其应用
JP3239329B2 (ja) マイクロリソグラフィ構造
US6699645B2 (en) Method for the formation of resist patterns
KR100611394B1 (ko) 유기 반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트의패턴 형성 방법
JP2004184637A (ja) レジストパターン形成方法、ポジ型レジスト組成物及び積層体
KR100570206B1 (ko) 유기 반사방지막용 광 흡수제 중합체 및 이의 제조 방법과상기 중합체를 포함하는 유기 반사 방지막 조성물
KR100832247B1 (ko) 유기 난반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성방법
KR100557556B1 (ko) 산 확산 방지용 포토레지스트 첨가제 및 이를 함유하는포토레지스트 조성물
US20070117041A1 (en) Photosensitive coating for enhancing a contrast of a photolithographic exposure
KR100570208B1 (ko) 유기 반사방지막용 광 흡수제 중합체 및 이의 제조 방법과상기 중합체를 포함하는 유기 반사 방지막 조성물
KR100611393B1 (ko) 유기 난반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법
KR100570207B1 (ko) 유기 반사방지막용 광 흡수제 중합체 및 이의 제조 방법과상기 중합체를 포함하는 유기 반사 방지막 조성물
KR100611391B1 (ko) 유기 난반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법
KR100611392B1 (ko) 유기 난반사 방지막 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법
KR100570209B1 (ko) 유기 반사방지막용 광 흡수제 중합체 및 이의 제조 방법과상기 중합체를 포함하는 유기 반사 방지막 조성물
KR20230105564A (ko) 반도체 포토레지스트용 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법
KR20050120358A (ko) 노광 후 가열 공정에 있어서 포토레지스트 패턴 선폭의민감성을 개선하는 감광성 용해억제제 및 이를 포함하는화학증폭형 포토레지스트 조성물
KR20090127600A (ko) 아이-선 화학증폭형 포지티브 레지스트 조성물 및 이를이용한 패턴형성방법
KR20070047398A (ko) 컬러 포토레지스트 및 이를 이용한 패턴 형성방법
KR20100047050A (ko) 아이-선 화학증폭형 포지티브 레지스트 조성물 및 이를 이용한 패턴형성방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
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: 20120720

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130723

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140723

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150721

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160721

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170724

Year of fee payment: 12

LAPS Lapse due to unpaid annual fee