KR20050100537A

KR20050100537A - Manufacturing method for photo resist on semiconductor device

Info

Publication number: KR20050100537A
Application number: KR1020040025935A
Authority: KR
Inventors: 김명수
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2004-04-14
Publication date: 2005-10-19

Abstract

본 발명은 반도체 장치의 포토레지스트 패턴 형성방법에 관한 것으로, 식각 대상막의 상부에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 식각 대상막의 상부전면에 가교성 유기물질 용액을 도포하는 단계와; 제1베이킹 공정을 통하여 상기 가교성 유기물질 용액의 용매를 제거하는 단계와; 제2베이킹 공정을 통하여 상기 포토레지스트 패턴의 전면에 유기물질을 소정의 두께로 가교 결합시켜 유기물질 패턴을 형성하는 단계와; 세정공정을 통해 상기 가교 결합되지 않은 가교성 유기물질을 제거하는 단계를 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성에 의하여 본 발명은 포토레지스트 패턴의 크기를 요구되는 마스크의 크기에 비하여 작게 형성하고, 그 포토레지스트 패턴의 표면에 가교결합되는 유기물질을 이용하여 원하는 크기의 패턴을 형성함으로써, 포토레지스트 패턴의 쓰러짐을 방지함과 아울러 그 임계치의 균일도를 향상시키는 효과가 있다. The present invention relates to a method of forming a photoresist pattern of a semiconductor device, comprising: forming a photoresist pattern on an etching target layer; Applying a crosslinkable organic material solution to an upper surface of an etching target layer on which the photoresist pattern is formed; Removing the solvent of the crosslinkable organic material solution through a first baking process; Forming an organic material pattern by cross-linking an organic material to a predetermined thickness on the entire surface of the photoresist pattern through a second baking process; It comprises a step of removing the cross-linking organic material that is not cross-linked through a cleaning process. By the above configuration, the present invention forms the photoresist pattern smaller than the size of the required mask, and forms a pattern having a desired size by using an organic material crosslinked on the surface of the photoresist pattern. In addition to preventing the pattern from falling, there is an effect of improving the uniformity of the threshold.

Description

Manufacturing method for photo resist on semiconductor device

본 발명은 반도체 장치의 포토레지스트 패턴 형성방법에 관한 것으로, 특히 유기 가교물질을 이용하여 균일도가 개선된 미세 패턴을 형성할 수 있는 반도체 장치의 포토레지스트 패턴 형성방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of forming a photoresist pattern of a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming a photoresist pattern of a semiconductor device capable of forming a fine pattern having improved uniformity using an organic crosslinking material.

일반적으로 반도체 제조공정에서 사용되는 사진식각공정은 식각 대상막의 상부에 포토레지스트를 도포하고, 노광 및 현상하여 그 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 그 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 사용하는 식각공정으로 상기 식각 대상막의 노출부분을 식각하는 공정이다.In general, a photolithography process used in a semiconductor manufacturing process is an etching process using a photoresist on top of an etching target layer, exposing and developing the photoresist pattern, and then using the photoresist pattern as an etching mask. It is a process of etching the exposed part of the etching target layer.

이와 같은 사진식각공정을 행함에 있어, 최근 반도체 장치의 집적도가 심화됨에 따라 더욱 미세한 포토레지스트 패턴의 형성이 요구되고 있다.In performing such a photolithography process, as the degree of integration of semiconductor devices has recently increased, it is required to form finer photoresist patterns.

특히 120nm이하의 밀집된 라인 또는 단일 라인형태의 포토레지스트 패턴을 형성하는 과정은 그 노광장비의 파장에 따른 한계 등에 의하여 포토레지스트 패턴의 무너짐 현상이 발생할 수 있어 그 제조공정의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.In particular, the process of forming a photoresist pattern of a dense line or a single line form of less than 120nm may cause the photoresist pattern to collapse due to the limitation of the wavelength of the exposure equipment, thereby reducing the reliability of the manufacturing process. .

상기와 같은 무너짐 현상이 발생하지 않고, 패턴을 형성한 경우에도 그 라인 형상의 패턴 에지의 거칠기(line edge roughness) 또는 임계치의 측정시 발생되는 라인 형상의 패턴의 슬리밍 현상에 의하여 임계치의 균일도가 저하되는 현상이 발생한다.Even if the collapse does not occur as described above, even when the pattern is formed, the uniformity of the threshold is lowered due to the line edge roughness of the line-shaped pattern or the slimming phenomenon of the line-shaped pattern generated when the threshold is measured. Phenomenon occurs.

즉, 종래 ArF, 진공자외선(VUV) 또는 극자외선(EUV) 등의 레지스트를 적용하여 형성된 미세 패턴을 이용하여 반도체 장치의 제조에 응용한다면 임계치의 불균일성에 의하여 그 반도체 장치의 특성을 열화시킬 수 있으며, 그 제조의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다. That is, if the semiconductor device is applied to the manufacture of a semiconductor device using a micropattern formed by applying a resist such as ArF, vacuum ultraviolet (VUV), or extreme ultraviolet (EUV), the characteristics of the semiconductor device may be deteriorated by nonuniformity of the threshold value. There was a problem of lowering the reliability of the production.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 미세 패턴을 형성시 그 패턴의 쓰러짐 현상의 발생을 방지함과 아울러 임계치의 균일성을 향상시킬 수 있는 반도체 장치의 포토레지스트 패턴 형성방법을 제공함에 그 목적이 있다. In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method of forming a photoresist pattern of a semiconductor device capable of preventing the occurrence of collapse of the pattern when forming a fine pattern and improving the uniformity of the threshold value. .

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 식각 대상막의 상부에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 식각 대상막의 상부전면에 가교성 유기물질 용액을 도포하는 단계와; 제1베이킹 공정을 통하여 상기 가교성 유기물질 용액의 용매를 제거하는 단계와; 제2베이킹 공정을 통하여 상기 포토레지스트 패턴의 전면에 유기물질을 소정의 두께로 가교 결합시켜 유기물질 패턴을 형성하는 단계와; 세정공정을 통해 상기 가교 결합되지 않은 가교성 유기물질을 제거하는 단계로 구성함에 그 특징이 있다. The present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a photoresist pattern on the etching target film; Applying a crosslinkable organic material solution to an upper surface of an etching target layer on which the photoresist pattern is formed; Removing the solvent of the crosslinkable organic material solution through a first baking process; Forming an organic material pattern by cross-linking an organic material to a predetermined thickness on the entire surface of the photoresist pattern through a second baking process; It is characterized in that it comprises a step of removing the crosslinkable organic material that is not cross-linked through a cleaning process.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention configured as described above are as follows.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명 반도체 장치의 포토레지스트 패턴의 제조공정 수순 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 식각 대상막(1)의 상부에 포토레지스트를 도포하고, 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴(PR)을 형성하는 단계(도 1a)와; 상기 구조의 상부전면에 가교성 유기물질(2)을 도포하는 단계(도 1b)와; 베이킹 공정을 통하여 상기 포토레지스트 패턴(PR)에서 발생된 산과 가교성 유기물질(2)을 경화시켜 포토레지스트 패턴(PR)의 전면에 유기물질 패턴(3)을 형성하는 단계(도 1c)와; 상기 경화되지 않은 가교성 유기물질(2)을 제거하는 단계(도 1d)를 포함하여 구성된다.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a photoresist pattern of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. Forming a) (FIG. 1A); Applying a crosslinkable organic material (2) to the upper front surface of the structure (FIG. 1b); Curing the acid generated in the photoresist pattern PR and the crosslinkable organic material 2 through a baking process to form an organic material pattern 3 on the entire surface of the photoresist pattern PR (FIG. 1C); And removing the uncured crosslinkable organic material 2 (FIG. 1D).

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention configured as described above will be described in more detail.

먼저, 도 1a에 도시한 바와 같이 식각 대상막(1)의 상부에 포토레지스트(PR)를 도포하고, 포토 마스크를 이용하여 그 포토레지스트(PR)를 선택적으로 노광한다.First, as shown in FIG. 1A, photoresist PR is coated on the etching target layer 1, and the photoresist PR is selectively exposed using a photo mask.

상기 포토레지스트(PR)의 도포 두께는 일반적인 포토레지스트의 두께에 비하여 30~50%의 두께로 한다.The coating thickness of the photoresist PR is 30 to 50% of the thickness of the general photoresist.

이와 같이 포토레지스트의 두께를 보다 얇게 증착하면, 노광시 보다 해상도를 높일 수 있게 된다.In this way, when the thickness of the photoresist is deposited thinner, the resolution can be higher than during exposure.

그 다음, 상기 포토레지스트(PR)를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성한다.Next, the photoresist PR is developed to form a photoresist pattern.

그 다음, 도 1b에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부전면에 가교성 유기물질(2)을 도포한다.Then, a crosslinkable organic material 2 is applied to the upper front surface of the structure as shown in FIG. 1B.

상기 가교성 유기물질(2)은 산과 반응하여 가교결합이 이루어질 수 있는 물질이며, 폴리 비닐 알콜, 폴리 하이드록시 스타일렌, 노볼락 중 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물질을 기본 레진으로 하며, 용매로는 메틸 3-메톡시프로피오네이트 또는 에틸 3-에톡시프로피오네이트 또는 메칠 에칠 케톤을 사용한다.The crosslinkable organic material (2) is a material capable of crosslinking by reacting with an acid, and is selected from polyvinyl alcohol, polyhydroxy styrene, novolac, or a mixture of two or more base resins. 3-methoxypropionate or ethyl 3-ethoxypropionate or methyl ethyl ketone are used.

상기 기본 레진에 가교기가 단중합 또는 공중합체로 결합된 것을 가교성 유기물질(2)로 사용하며, 상기 기본 레진의 분자량은 1,000 내지 100,000의 분자량을 가지는 것을 사용한다.A crosslinkable group bonded to the base resin by a monopolymer or a copolymer is used as the crosslinkable organic material (2), and the base resin has a molecular weight of 1,000 to 100,000.

상기와 같이 가교성 유기물질(2)을 도포한 후, 베이킹 공정을 통해 그 가교성 유기물질(2)의 용매를 제거한다.After applying the crosslinkable organic material 2 as described above, the solvent of the crosslinkable organic material 2 is removed through a baking process.

그 다음, 도 1c에 도시한 바와 같이 베이킹 공정을 통하여 상기 형성한 포토레지스트 패턴(PR)에서 산(수소이온)이 발생되도록 하여, 그 산과 가교성 유기물질(2)이 반응하여 가교 결합이 이루어질 수 있도록 한다.Next, as shown in FIG. 1C, an acid (hydrogen ion) is generated in the formed photoresist pattern PR through a baking process, and the acid and the crosslinkable organic material 2 react to form a crosslink. To help.

이와 같이 가교 결합이 이루어지면 상기 포토레지스트 패턴(PR)의 전면에는 가교 결합된 가교성 유기물질(2)인 유기물질 패턴(3)을 형성한다.As such, when crosslinking is performed, an organic material pattern 3, which is a crosslinkable organic material 2 crosslinked, is formed on the entire surface of the photoresist pattern PR.

상기 유기물질 패턴(3)은 균일한 임계치를 나타내며, 포토레지스트 패턴(PR)의 쓰러짐 현상의 발생을 방지할 수 있게 된다.The organic material pattern 3 may exhibit a uniform threshold value, and may prevent occurrence of a fall of the photoresist pattern PR.

그 다음, 도 1d에 도시한 바와 같이 상기 가교결합되지 않은 가교성 유기물질(2)을 제거하여 식각 대상막(1)의 일부를 노출시키는 패턴을 형성한다.Next, as shown in FIG. 1D, the uncrosslinked crosslinkable organic material 2 is removed to form a pattern exposing a portion of the etching target film 1.

이하, 상기와 같은 본 발명에 따르는 반도체 장치의 포토레지스트 패턴 형성방법의 구체적인 예들을 설명한다.Hereinafter, specific examples of the photoresist pattern forming method of the semiconductor device according to the present invention as described above will be described.

<실시예1>Example 1

식각 대상막(1)의 상부에 ArF용 포지티브 포토레지스트(PR)를 도포하고, 노광/베이킹/현상공정을 거쳐 80nm의 라인 패턴을 형성한다.An ArF positive photoresist (PR) is coated on the etching target film 1, and an 80 nm line pattern is formed through an exposure / baking / development process.

그 다음, 상기 구조의 상부전면에 폴리 하이드록시 스타일렌을 기본 레진으로 하는 가교성 유기물질(2)을 500Å의 두께로 도포한다.Then, a crosslinkable organic material (2) having a polyhydroxy styrene as the base resin is applied to the upper surface of the structure at a thickness of 500 kPa.

그 다음, 90℃의 온도로 60초 동안 베이킹 공정을 실시하여 상기 가교성 유기물질(2)에 포함된 용매를 제거한다.Thereafter, a baking process is performed at a temperature of 90 ° C. for 60 seconds to remove the solvent contained in the crosslinkable organic material 2.

그 다음, 125℃의 온도에서 90초 동안 베이킹 공정을 실시하여 상기 포토레지스트 패턴(PR)에서 발생하는 산에 의해 그 포토레지스트 패턴(PR)과 그 주변의 가교성 유기물질(2)이 가교결합하여 유기물질 패턴(3)을 형성하도록 한다.Next, a baking process is performed at a temperature of 125 ° C. for 90 seconds to crosslink the photoresist pattern PR and the crosslinkable organic material 2 around the photoresist pattern PR by an acid generated in the photoresist pattern PR. To form the organic material pattern 3.

그 다음, NaOH 수용액을 사용하며, 23℃에서 60초 동안 진행되는 세정공정으로 상기 가교성 유기물질(2)을 제거하여 식각 대상막(1)의 일부를 노출시키는 패턴을 형성한다.Next, a NaOH aqueous solution is used, and the crosslinkable organic material 2 is removed by a washing process performed at 23 ° C. for 60 seconds to form a pattern exposing a portion of the etching target film 1.

<실시예2>Example 2

1200Å두께의 식각 대상막(1)의 상부에 ArF용 포지티브 포토레지스트(PR)를 도포하고, 노광/베이킹/현상공정을 거쳐 70nm의 밀집된 라인 패턴을 형성한다.A positive photoresist (PR) for ArF is coated on the etching target film 1 having a thickness of 1200 Å, and a dense line pattern of 70 nm is formed through an exposure / baking / development process.

그 다음, 상기 구조의 상부전면에 폴리 하이드록시 스타일렌을 기본 레진으로 하는 가교성 유기물질(2)을 400Å의 두께로 도포한다.Next, a crosslinkable organic material (2) having polyhydroxy styrene as the basic resin is applied to the upper surface of the structure at a thickness of 400 kPa.

그 다음, 80℃의 온도로 50초 동안 베이킹 공정을 실시하여 상기 가교성 유기물질(2)에 포함된 용매를 제거한다.Thereafter, a baking process is performed at a temperature of 80 ° C. for 50 seconds to remove the solvent contained in the crosslinkable organic material 2.

그 다음, 130℃의 온도에서 90초 동안 베이킹 공정을 실시하여 상기 포토레지스트 패턴(PR)에서 발생하는 산에 의해 그 포토레지스트 패턴(PR)과 그 주변의 가교성 유기물질(2)이 가교결합하여 유기물질 패턴(3)을 형성하도록 한다.Next, a baking process is performed at a temperature of 130 ° C. for 90 seconds to crosslink the photoresist pattern PR and the crosslinkable organic material 2 around the photoresist pattern PR by an acid generated in the photoresist pattern PR. To form the organic material pattern 3.

그 다음, TMAH 수용액을 사용하며, 23℃에서 90초 동안 진행되는 세정공정으로 상기 가교성 유기물질(2)을 제거하여 식각 대상막(1)의 일부를 노출시키는 패턴을 형성한다. Next, a TMAH aqueous solution is used, and the crosslinkable organic material 2 is removed by a washing process performed at 23 ° C. for 90 seconds to form a pattern exposing a portion of the etching target film 1.

이때, 얻어진 임계치의 균일도는 11.4nm(σ)이다.At this time, the uniformity of the obtained threshold value is 11.4 nm (σ).

<실시예3>Example 3

1300Å 두께의 식각 대상막(1)의 상부에 ArF용 포지티브 포토레지스트(PR)를 도포하고, 노광/베이킹/현상공정을 거쳐 80nm의 밀집된 라인 패턴을 형성한다.An ArF positive photoresist (PR) is coated on the etching target film 1 having a thickness of 1300 Å, and a dense line pattern of 80 nm is formed through an exposure / baking / development process.

그 다음, 상기 구조의 상부전면에 노볼락을 기본 레진으로 하는 가교성 유기물질(2)을 500Å의 두께로 도포한다.Next, a crosslinkable organic material (2) having novolac as the basic resin is applied to the upper surface of the structure at a thickness of 500 kPa.

그 다음, 90℃의 온도로 70초 동안 베이킹 공정을 실시하여 상기 가교성 유기물질(2)에 포함된 용매를 제거한다.Thereafter, a baking process is performed at a temperature of 90 ° C. for 70 seconds to remove the solvent contained in the crosslinkable organic material 2.

그 다음, 140℃의 온도에서 90초 동안 베이킹 공정을 실시하여 상기 포토레지스트 패턴(PR)에서 발생하는 산에 의해 그 포토레지스트 패턴(PR)과 그 주변의 가교성 유기물질(2)이 가교 결합하여 유기물질 패턴(3)이 형성되도록 한다.Then, a baking process is performed at a temperature of 140 ° C. for 90 seconds to crosslink the photoresist pattern PR and the crosslinkable organic material 2 around the photoresist pattern PR by an acid generated in the photoresist pattern PR. The organic material pattern 3 is formed.

그 다음, KOH 수용액을 사용하며, 23℃에서 90초 동안 진행되는 세정공정으로 상기 가교성 유기물질(2)을 제거하여 식각 대상막(1)의 일부를 노출시키는 패턴을 형성한다.Next, a KOH aqueous solution is used, and the crosslinkable organic material 2 is removed by a washing process performed at 23 ° C. for 90 seconds to form a pattern exposing a portion of the etching target film 1.

이때, 얻어진 임계치의 균일도는 12.3nm(σ)이다.At this time, the uniformity of the obtained threshold value is 12.3 nm (σ).

<실시예4>Example 4

1400Å 두께의 식각 대상막(1)의 상부에 ArF용 포지티브 포토레지스트(PR)를 도포하고, 노광/베이킹/현상공정을 거쳐 90nm의 밀집된 라인 패턴을 형성한다.A positive photoresist (PR) for ArF is applied on the etching target film 1 having a thickness of 1400 kPa, and a dense line pattern of 90 nm is formed through an exposure / baking / development process.

그 다음, 상기 구조의 상부전면에 노볼락을 기본 레진으로 하는 가교성 유기물질(2)을 600Å의 두께로 도포한다. Then, a crosslinkable organic material (2) having novolac as the basic resin is applied to the upper surface of the structure at a thickness of 600 mm 3.

그 다음, 70℃의 온도로 60초 동안 베이킹 공정을 실시하여 상기 가교성 유기물질(2)에 포함된 용매를 제거한다.Thereafter, a baking process is performed at a temperature of 70 ° C. for 60 seconds to remove the solvent contained in the crosslinkable organic material 2.

그 다음, 120℃의 온도에서 90초 동안 베이킹 공정을 실시하여 상기 포토레지스트 패턴(PR)에서 발생하는 산에 의해 그 포토레지스트 패턴(PR)과 그 주변의 가교성 유기물질(2)이 가교 결합하여 유기물질 패턴(3)이 형성되도록 한다.Next, a baking process is performed at a temperature of 120 ° C. for 90 seconds to crosslink the photoresist pattern PR and the crosslinkable organic material 2 around the photoresist pattern PR by an acid generated in the photoresist pattern PR. The organic material pattern 3 is formed.

그 다음, 3-메톡시 프로피오네이트를 사용하며, 23℃에서 90초 동안 진행되는 세정공정으로 상기 가교성 유기물질(2)을 제거하여 식각 대상막(1)의 일부를 노출시키는 패턴을 형성한다.Next, 3-methoxy propionate is used, and the crosslinkable organic material 2 is removed by a washing process performed at 23 ° C. for 90 seconds to form a pattern exposing a part of the etching target film 1. do.

이때, 얻어진 임계치의 균일도는 10.6nm(σ)이다.At this time, the uniformity of the obtained threshold value is 10.6 nm (σ).

<실시예5>Example 5

1200Å 두께의 식각 대상막(1)의 상부에 진공자외선(VUV)용 포지티브 포토레지스트(PR)를 도포하고, 노광/베이킹/현상공정을 거쳐 80nm의 밀집된 라인 패턴을 형성한다.A positive photoresist (PR) for vacuum ultraviolet (VUV) is coated on the etching target film 1 having a thickness of 1200 Å, and a dense line pattern of 80 nm is formed through an exposure / baking / development process.

그 다음, 상기 구조의 상부전면에 노볼락을 기본 레진으로 하는 가교성 유기물질(2)을 400Å의 두께로 도포한다.Next, a crosslinkable organic material (2) having novolac as the basic resin is applied to the upper surface of the structure at a thickness of 400 mm 3.

그 다음, 70℃의 온도로 70초 동안 베이킹 공정을 실시하여 상기 가교성 유기물질(2)에 포함된 용매를 제거한다.Thereafter, a baking process is performed at a temperature of 70 ° C. for 70 seconds to remove the solvent contained in the crosslinkable organic material 2.

그 다음, 130℃의 온도에서 90초 동안 베이킹 공정을 실시하여 상기 포토레지스트 패턴(PR)에서 발생하는 산에 의해 그 포토레지스트 패턴(PR)과 그 주변의 가교성 유기물질(2)이 가교 결합하여 유기물질 패턴(3)이 형성되도록 한다. Next, a baking process is performed at a temperature of 130 ° C. for 90 seconds to crosslink the photoresist pattern PR and the crosslinkable organic material 2 around the photoresist pattern PR by an acid generated in the photoresist pattern PR. The organic material pattern 3 is formed.

그 다음, 3-메톡시 프로피오네이트를 사용하며, 23℃에서 70초 동안 진행되는 세정공정으로 상기 가교성 유기물질(2)을 제거하여 식각 대상막(1)의 일부를 노출시키는 85nm 크기의 밀집된 라인을 형성한다.Then, 3-methoxy propionate is used, and the crosslinking organic material 2 is removed by a washing process performed at 23 ° C. for 70 seconds to expose a portion of the etching target film 1. Form a dense line.

<실시예6>Example 6

800Å 두께의 식각 대상막(1)의 상부에 극자외선(EUV)용 포지티브 포토레지스트(PR)를 도포하고, 노광/베이킹/현상공정을 거쳐 50nm의 단일 라인 패턴을 형성한다.A positive photoresist (PR) for extreme ultraviolet light (EUV) is applied on the etching target film 1 having a thickness of 800 Å, and a single line pattern of 50 nm is formed through an exposure / baking / development process.

그 다음, 상기 구조의 상부전면에 폴리 하이드록시 스타일렌을 기본 레진으로 하는 가교성 유기물질(2)을 250Å의 두께로 도포한다.Then, a crosslinkable organic material (2) having a polyhydroxy styrene as a base resin is applied to the upper surface of the structure at a thickness of 250 kPa.

그 다음, 80℃의 온도로 80초 동안 베이킹 공정을 실시하여 상기 가교성 유기물질(2)에 포함된 용매를 제거한다.Thereafter, a baking process is performed at a temperature of 80 ° C. for 80 seconds to remove the solvent contained in the crosslinkable organic material 2.

그 다음, 3-메톡시 프로피오네이트를 사용하며, 23℃에서 60초 동안 진행되는 세정공정으로 상기 가교성 유기물질(2)을 제거하여 식각 대상막(1)의 일부를 노출시키는 65nm 크기의 단일 라인 패턴을 형성한다.Subsequently, using a 3-methoxy propionate, the crosslinking organic material (2) is removed by a washing process performed at 23 ° C. for 60 seconds to expose a portion of the etching target film (1). Form a single line pattern.

<실시예7>Example 7

그 다음, 에틸 3-에톡시프로피오네이트를 사용하며, 23℃에서 60초 동안 진행되는 세정공정으로 상기 가교성 유기물질(2)을 제거하여 식각 대상막(1)의 일부를 노출시키는 65nm 크기의 단일 라인 패턴을 형성한다.Next, using ethyl 3-ethoxypropionate, a 65 nm size for exposing a portion of the etching target film (1) by removing the crosslinkable organic material (2) by a washing process performed at 23 ℃ for 60 seconds. Form a single line pattern.

<실시예8>Example 8

700Å 두께의 식각 대상막(1)의 상부에 극자외선(EUV)용 포지티브 포토레지스트(PR)를 도포하고, 노광/베이킹/현상공정을 거쳐 45nm의 밀집된 라인 패턴을 형성한다.A positive photoresist (PR) for extreme ultraviolet light (EUV) is coated on the etch target film 1 having a thickness of 700 Å, and a dense line pattern of 45 nm is formed through an exposure / baking / development process.

그 다음, 상기 구조의 상부전면에 폴리 하이드록시 스타일렌을 기본 레진으로 하는 가교성 유기물질(2)을 300Å의 두께로 도포한다.Then, a crosslinkable organic material (2) having a polyhydroxy styrene as a base resin is applied to the upper surface of the structure at a thickness of 300 kPa.

그 다음, 125℃의 온도에서 80초 동안 베이킹 공정을 실시하여 상기 포토레지스트 패턴(PR)에서 발생하는 산에 의해 그 포토레지스트 패턴(PR)과 그 주변의 가교성 유기물질(2)이 가교 결합하여 유기물질 패턴(3)이 형성되도록 한다.Then, a baking process is performed at a temperature of 125 ° C. for 80 seconds to crosslink the photoresist pattern PR and the crosslinkable organic material 2 around the photoresist pattern PR by an acid generated in the photoresist pattern PR. The organic material pattern 3 is formed.

그 다음, 에틸 3-에톡시프로피오네이트를 사용하며, 23℃에서 50초 동안 진행되는 세정공정으로 상기 가교성 유기물질(2)을 제거하여 식각 대상막(1)의 일부를 노출시키는 60nm 크기의 밀집된 라인 패턴을 형성한다.Then, using ethyl 3-ethoxypropionate, a 60 nm size for exposing a portion of the etching target film (1) by removing the crosslinkable organic material (2) by a washing process performed at 23 ℃ 50 seconds. Form a dense line pattern.

<실시예9>Example 9

1700Å 두께의 식각 대상막(1)의 상부에 KrF용 포지티브 포토레지스트(PR)를 도포하고, 노광/베이킹/현상공정을 거쳐 100nm의 밀집된 라인 패턴을 형성한다.A positive photoresist (PR) for KrF is coated on the etching target film 1 having a thickness of 1700 Å, and a dense line pattern of 100 nm is formed through an exposure / baking / development process.

그 다음, 80℃의 온도로 60초 동안 베이킹 공정을 실시하여 상기 가교성 유기물질(2)에 포함된 용매를 제거한다.Thereafter, a baking process is performed at a temperature of 80 ° C. for 60 seconds to remove the solvent contained in the crosslinkable organic material 2.

그 다음, 115℃의 온도에서 90초 동안 베이킹 공정을 실시하여 상기 포토레지스트 패턴(PR)에서 발생하는 산에 의해 그 포토레지스트 패턴(PR)과 그 주변의 가교성 유기물질(2)이 가교 결합하여 유기물질 패턴(3)이 형성되도록 한다.Then, a baking process is performed at a temperature of 115 ° C. for 90 seconds to crosslink the photoresist pattern PR and the crosslinkable organic material 2 around the photoresist pattern PR by an acid generated in the photoresist pattern PR. The organic material pattern 3 is formed.

그 다음, 에틸 3-에톡시프로피오네이트를 사용하며, 23℃에서 60초 동안 진행되는 세정공정으로 상기 가교성 유기물질(2)을 제거하여 식각 대상막(1)의 일부를 노출시키는 115nm 크기의 밀집된 라인 패턴을 형성한다.Subsequently, an ethyl 3-ethoxypropionate is used, and a 115 nm size exposing a part of the etching target film 1 by removing the crosslinkable organic material 2 by a washing process performed at 23 ° C. for 60 seconds. Form a dense line pattern.

<실시예10>Example 10

1500Å 두께의 식각 대상막(1)의 상부에 KrF용 포지티브 포토레지스트(PR)를 도포하고, 노광/베이킹/현상공정을 거쳐 105nm의 밀집된 라인 패턴을 형성한다.A positive photoresist for KrF (PR) is coated on the etching target film 1 having a thickness of 1500 Å, and a dense line pattern of 105 nm is formed through an exposure / baking / development process.

그 다음, 75℃의 온도로 70초 동안 베이킹 공정을 실시하여 상기 가교성 유기물질(2)에 포함된 용매를 제거한다.Thereafter, a baking process is performed at a temperature of 75 ° C. for 70 seconds to remove the solvent contained in the crosslinkable organic material 2.

그 다음, 105℃의 온도에서 90초 동안 베이킹 공정을 실시하여 상기 포토레지스트 패턴(PR)에서 발생하는 산에 의해 그 포토레지스트 패턴(PR)과 그 주변의 가교성 유기물질(2)이 가교 결합하여 유기물질 패턴(3)이 형성되도록 한다.Then, a baking process is performed at a temperature of 105 ° C. for 90 seconds to crosslink the photoresist pattern PR and the crosslinkable organic material 2 around the photoresist pattern PR by an acid generated in the photoresist pattern PR. The organic material pattern 3 is formed.

그 다음, 에틸 3-에톡시프로피오네이트를 사용하며, 23℃에서 60초 동안 진행되는 세정공정으로 상기 가교성 유기물질(2)을 제거하여 식각 대상막(1)의 일부를 노출시키는 120nm 크기의 밀집된 라인 패턴을 형성한다.Then, 120 nm size using ethyl 3-ethoxypropionate and exposing a portion of the etching target film 1 by removing the crosslinkable organic material 2 by a washing process performed at 23 ° C. for 60 seconds. Form a dense line pattern.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예들을 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예들에 한정되지 않으며 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다.The present invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and has ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the concept of the present invention. Various changes and modifications are possible by the user.

상기한 바와 같이 본 발명은 포토레지스트 패턴의 크기를 요구되는 마스크의 크기에 비하여 작게 형성하고, 그 포토레지스트 패턴의 표면에 가교결합되는 유기물질을 이용하여 원하는 크기의 패턴을 형성함으로써, 포토레지스트 패턴의 쓰러짐을 방지함과 아울러 그 임계치의 균일도를 향상시키는 효과가 있다. As described above, in the present invention, the size of the photoresist pattern is smaller than the size of the required mask, and the pattern of the desired size is formed by using an organic material crosslinked on the surface of the photoresist pattern, thereby forming It is effective in preventing the fall of and improving the uniformity of the threshold.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 따르는 반도체 장치의 포토레지스트 패턴 제조공정 수순단면도. 1A to 1D are cross-sectional views of a process for manufacturing a photoresist pattern of a semiconductor device according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1:식각 대상막 2:가교성 유기물질1: etching target film 2: crosslinkable organic substance

3:유기물질 패턴 3: organic material pattern

Claims

Forming a photoresist pattern on the etching target layer;

Applying a crosslinkable organic material solution to an upper surface of an etching target layer on which the photoresist pattern is formed;

Removing the solvent of the crosslinkable organic material solution through a first baking process;

Forming an organic material pattern by cross-linking an organic material to a predetermined thickness on the entire surface of the photoresist pattern through a second baking process;

And removing the crosslinkable organic material that is not crosslinked through a cleaning process.

The method of claim 1,

The crosslinkable organic solution uses methyl 3-methoxypropionate or ethyl 3-ethoxypropionate as a solvent, and the basic resin is polyvinyl alcohol, polyhydroxy styrene, novolac having a molecular weight of 1,000 to 100,000. A method of forming a photoresist pattern of a semiconductor device, characterized in that it is one selected or a mixture of two or more selected from them, and comprises a crosslinking group.

The method of claim 1,

The first baking process is performed for 50 to 80 seconds at a temperature of 70 to 90 ℃, the second baking process is performed for 80 to 90 seconds at a temperature of 105 to 140 ℃ to form a photoresist pattern of the semiconductor device Way.