KR20070017061A - 이머션 리소그래피 워터마크 감소 - Google Patents

이머션 리소그래피 워터마크 감소 Download PDF

Info

Publication number
KR20070017061A
KR20070017061A KR1020060073708A KR20060073708A KR20070017061A KR 20070017061 A KR20070017061 A KR 20070017061A KR 1020060073708 A KR1020060073708 A KR 1020060073708A KR 20060073708 A KR20060073708 A KR 20060073708A KR 20070017061 A KR20070017061 A KR 20070017061A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resist
resist layer
exposure
solution
immersion lithography
Prior art date
Application number
KR1020060073708A
Other languages
English (en)
Inventor
칭유 창
빈센트 유
Original Assignee
타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드
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 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 filed Critical 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드
Priority to KR1020060073708A priority Critical patent/KR20070017061A/ko
Publication of KR20070017061A publication Critical patent/KR20070017061A/ko

Links

Images

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
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2041—Exposure; Apparatus therefor in the presence of a fluid, e.g. immersion; using fluid cooling means
    • 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
    • G03F7/38—Treatment before imagewise removal, e.g. prebaking
    • 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
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70341—Details of immersion lithography aspects, e.g. exposure media or control of immersion liquid supply
    • 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
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers

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)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

반도체 기판 상에 이머션 리소그래피(immersion lithography)를 수행하는 방법은 반도체 기판의 표면 상에 레지스트(resist) 층을 제공하는 단계 및 이머션 리소그래피 노출 시스템을 사용하여 레지스트층을 노출시키는 단계를 포함한다. 이머션 리소그래피 노출 시스템은 노출 중에 유체(fluid)를 이용하고, 노출 후에 유체 전체는 아니지만 그 일부를 제거할 수 있다. 노출 후에, 이머션 노출 중에 레지스트층으로 확산되는 바람직하지 않은 요소들의 영향을 중화하기 위한 처리 공정이 사용된다. 처리(treatment) 후에, 사후-노출 베이크(post-exposure bake) 및 현상 단계(development step)가 사용된다.
사후-노출 베이크, 현상제, 퀀처, 광산기, 광염기

Description

이머션 리소그래피 워터마크 감소{Immersion lithography watermark reduction}
도 1은 하나 이상의 결함들을 겪는 반도체 웨이퍼의 상면도.
도 2는 이머션 리소그래피 시스템의 단면도.
도 3, 4, 및 6 내지 10은 사후-이머션 리소그래피 처리 공정을 경험하는 반도체 웨이퍼의 단면도.
도 5는 본 발명의 하나 이상의 실시예들에 따른, 결함들이 감소된 이머션 리소그래피 공정을 구현하기 위한 방법의 흐름도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: 반도체 반이퍼 12: 기판
22: 렌즈 시스템 60: 퀀처
본 발명은 일반적으로 반도체 집적 회로들의 제조에 사용되는 것과 같은 이머션 리소그래피에 관한 것이다.
본 출원은, 별명의 명칭이 "이머션 리소그래피 워터마크 감소(Immersion Lithography Watermark Reduction)"인 2005년 8월 5일에 출원된 미국특허출원 제60/705,795호의 우선권을 청구한다.
본 출원은, 2005년 9월 30일에 출원된 미국특허출원 제60/722,646호에 대한 우선권을 청구하며 발명의 명칭이 "이머션 리소그래피를 위한 워터마크 결함 방지(Water Mark Defect Prevention for Immersion Lithography)"인 2005년 11월 10일에 출원된 미국특허출원 제11/271,639호; 2005년 9월 30일에 출원된 미국특허출원 제60/722,316호 및 2005년 9월 30일에 출원된 미국특허출원 제60/722,646의 우선권을 청구하며 발명의 명칭이 "이머션 워터마크 감소를 위한 신규한 TARC 재료(Novel TARC Material for Immersion Watermark Reduction)"인 2006년 1월 3일에 출원된 미국특허출원 제11/324,588호; 및 2005년 6월 30일에 출원된 미국특허출원 제60/695,562호의 우선권을 청구하며 발명의 명칭이 "이머션 리소그래피 결함 감소(Immersion Lithography Defect Reduction)"인 2006년 3월 20일에 출원된 미국특허출원 제11/384,624호에 관한 것이다.
리소그래피는 마스크 상의 패턴이 반도체 웨이퍼와 같은 기판 상에 투사되는 메커니즘이다. 반도체 포토리소그래피와 같은 영역들에서는, 분해능 한계(resolution limit) 또는 임계 치수(critical dimension: CD) 하에서 최소 특징 크기들(feature sizes)을 갖는 이미지들을 반도체 웨이퍼 상에 생성하는 것이 필요하게 되었다. 현재, CD들은 65나노미터 이하까지 도달하고 있다.
반도체 포토리소그래피는 통상적으로, 반도체 웨이퍼의 상부 표면(예컨대, 박막 스택(stack)) 상에 포토레지스트의 코팅을 적용하는 단계와 포토레지스트를 패턴에 노출시키는 단계를 포함한다. 사후-노출 베이크(post-exposure bake)는 종종 노출된 포토레지스트, 종종 폴리머 기반의 기판이 쪼개지도록(cleave) 수행된다. 이어서, 쪼개진 폴리머 포토레지스트는 노출된 폴리머를 제거하기 위해 현상 챔버(developing chamber)로 이송되고, 노출된 폴리머는 수성 현상제 용액(aqueous developer solution)으로 용해된다. 결국, 포토레지스트의 패턴화된 층이 웨이퍼의 상부 표면상에 존재한다.
이머션 리소그래피는 포토리소그래피에 있어서의 새로운 진보이며, 그 노출 과정은 웨이퍼 표면과 렌즈 사이의 공간을 채우는 액체로 수행된다. 이머션 포토리소그래피를 사용하여, 대기중에서 렌즈들을 사용할 때보다 보다 많은 수의 개구들(apertures)이 설치될 수 있어, 분해능이 개선된다. 또한, 이머션은 보다 작은 특징들을 프린팅하기 위한 개선된 DOF(depth-to-focus)를 제공한다.
이머션 노출 단계는, 웨이퍼와 렌즈 사이의 공간에서, 이온제거된 워터(de-ionized water) 또는 다른 적절한 이머션 노출 유체를 사용할 수 있다. 노출 시간이 짧다할지라도, 유체는 이제까지 예상치 못한 문제점들을 일으킬 수 있다. 예를 들면, 유체로부터의 물방울들(droplets)은 상기 공정후에도 남아 있을 수 있고, 패터닝, 임계 치수들, 및 레지스트의 다른 양상들에 악영향을 미칠 수 있다.
웨이퍼 상에서의 물방울들의 발생을 감소시키기 위한 노력이 있어왔다. 현재 통합된 가출원(대리인 문서 TSMC2005-0215/24061.656)에 설명되어 있는 바와 같이, 노출 직후에 건조 공정을 제공하는 것이 일예이다. 하지만, 건조 공정은 몇몇 타입의 위험들을 방지하기 위해 예컨대 수 분내에서 매우 빠르게 일어나야 한다. 때로는, 건조 공정이 상당히 빠른 시간 내에 수행되는 것을 보장하기는 어렵다.
본 발명은 첨부된 도면들과 함께 읽을 때에 이하의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해될 것이다. 산업분야에서의 표준적인 실행에 따라, 다양한 특징들이 스케일에 따라 도시되지는 않음을 강조한다. 실제로, 다양한 특징들의 치수들이 논의의 명료성을 위해 임의로 확대 또는 축소될 수 있다.
본 발명은 일반적으로 반도체 장치들의 제조에 관한 것으로, 특히 반도체 기판에서 결함들을 방지하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 하지만, 특정 실시예들은 보다 넓은 발명의 개념을 교시하기 위한 예들로서 제공되며, 당해 기술분야의 당업자는 본원발명의 교시내용을 다른 방법 및 시스템들에 용이하게 적용할 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 본 명세서에서 논의되는 방법들 및 시스템들은 몇몇 종래의 구조들 및/또는 단계들을 포함하는 것으로 이해된다. 이들 구조들 및 단계들은 당해 기술분야에 공지되어 있으므로, 일반적인 수준으로 상세히 설명될 것이다. 더욱이, 도면부호들은 편의성 및 명료성을 위해 도면들 전반에 걸쳐 반복되며, 이러한 반복은 도면들 전반에 걸쳐 특징들 또는 단계들을 임의의 요구된 조합을 나타내지는 않는다.
도 1을 참조하면, 반도체 웨이퍼(10)는 기판(12)과 패터닝층(14)을 포함한다. 기판(12)은 패터닝하는데 필요한 폴리, 금속, 및/또는 유전체를 포함하는 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 패터닝층(14)은 패터닝들을 생성하 기 위한 노출 공정에 응답하는 폴리머 포토레지스트(레지스트)층이다. 레지스트(14)는 화학 증폭기(chemical amplifier:CA) 반응(CAR)을 지원하기 위해 광산기 발생기(photo acid generator: PAG)를 포함한다. CAR는 깊은(deep) 자외선(UV) 및 깊은 서브마이크론 기술들을 지원한다. 리소그래피 중에, 광자(photon)는 PAG의 복혼합물(decomposition)을 유도하고, 적은 양의 산(acid)을 형성한다. 형성된 산은 통상적으로 사후-노출 베이크 단계 동안 레지스트 막에서 일련의 화학적 치환물들을 유도한다. 광염기 발생기(photo base generator: PBG)를 포함하는, 레지스트의 많은 다른 예들이 있음을 이해할 것이다. 또한, 레지스트(14)가 포지티브 레지스트인지 네거티브 레지스트인지는 설계 상의 문제이지만, 추가적인 예를 위해서, 포지티브 레지스트가 요구될 것이다.
도 2를 참조하면, 포토레지스트층(14) 상의 패턴들은 이머션 리소그래피 시스템(20)에 의해 생성될 수 있다. 이머션 리소그래피 시스템은 렌즈 시스템(22), 이온제거된 워터와 같은 유체(26)를 함유하기 위한 구조물(24), 유체가 부가되거나 제거될 수 있는 다양한 개구들(28), 및 렌즈 시스템(22)에 대하여 웨이퍼(10)를 보호 및 이동시키기 위한 처크(chuck: 30)를 포함한다. 유체를 포함하는 구조물(24)및 렌즈(22)는 이머션 헤드(20a)를 구성한다. 이머션 헤드(20a)는 건조 동안 웨이퍼쪽으로 공기를 부가할 수 있는 "공기 정화기(air purge)"로서 일부의 개구들을 사용할 수 있고, 임의의 정화된 유체를 제거하기 위해 다른 개구들을 사용할 수 있다. 공기 정화기만으로는 웨이퍼(10)로부터 유체(26) 모두를 정화하기에는 불충분하고, 종종 물방울들을 남긴다.
도 1을 다시 참조하면, 종래의 이머션 리소그래피 공정 후의 웨이퍼(10)가 도시되어 있다. 웨이퍼(10)는 상기 공정 중에 야기된 결함들을 포함한다. 결함들(50)은 이머션 리소그래피 유체(26)(도2)로부터 남아있는 물방울들에 의해 야기된 손상을 나타내고, 레지스트 내의 변형 또는 "홀들(holes)"(패턴들을 잃어버림)을 포함할 수 있다. 다른 유형의 결함들도 존재할 수 있다.
도 3을 참조하면, 결함들을 일으키는 폴트 메커니즘(fault mechanism)은 CAR를 중단시키기 위해 레지스트(14) 내에 존재하는 퀀처들(quenchers:60)이 유체(26)로 용해되는 것이다. 도 3의 레지스트는 레지스트의 두 개의 노출되지 않은 부분(14a) 및 레지스트의 노출된 부분(14b)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 퀀처들(60)은 노출된 레지스트(14)로 확산되고, 후속하는 사후-노출 베이크(PEB) 및 현상 공정에서의 패턴 형성에 악영향을 미친다.
도 4를 참조하면, 상술한 퀀처들(60)의 용해 및 확산에 의해 야기된 결함들의 예는 PEB 및 현상 공정 후에 존재할 수 있는 원하지 않은 레지스트 부분(14c)이다(원하는 패턴은 도 10에 도시되어 있음). 본 예의 조성에서, 확산된 퀀처들은 사후-노출 베이크(PEB) 중에서와 같이, 화학적 증폭 반응(CAR)에서 광산기 발생(PAG)을 중단시키거나 상당히 감소시킬 것이다. 이는, 레지스트가 수성 TMAH(aqueous tetramethyl ammonium hydroxide)와 같은 현상 용액에 거의 용해되지 않고 거의 반응하지 않게 한다. 도 4의 예에서, 레지스트(14c)는 스크럼/브리지(scrum/bridge) 프로파일을 형성하여, 원하는 패턴에 악영향을 미친다.
도 5를 참조하면, 감소된 수의 결함들을 갖는 이머션 리소그래피 방법의 실 시예의 단순화된 흐름도가 도면번호 100으로 도시되어 있다. 단계 102에서, 레지스트(14)는 웨이퍼 기판(12)의 표면 위에 형성된다. 레지스트(14)는 네거티브 또는 포지티브 레지스트일 수 있고, 이를 위해, 현상된 층 또는 이미 잘 알려진 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 레지스트(14)는 하나, 둘, 또는 다수 성분 레지스트 시스템일 수 있다. 레지스트(14)의 적용은 스핀-코팅 또는 다른 적절한 과정으로 수행될 수 있다. 레지스트(14)를 적용하기 전에, 웨이퍼(10)는 포토리소그래피 공정 중에 그것을 준비하도록 가장먼저 처리될 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼(10)는 레지스트(14)를 적용하기 전에 접착 촉진제로 세정, 건조 및/또는 코팅될 수 있다.
단계 104에서, 이머션 리소그래피 노출이 수행된다. 웨이퍼(10) 및 레지스트(14)는 이머션 노출 액체(26)에 담겨지고, 렌즈(22)(도2)를 통해 방사원(radiation source)에 노출된다. 방사원은 자외선 광원, 예컨대 크립톤 플루오르화물(KrF, 248nm), 아르곤 플루오르화물(ArF, 193nm), 또는 F2(157NM) 엑시머 레이저일 수 있다. 레지스트(14)는 사용되는 레지스트의 타입, 자외선 광원의 세기, 및/또는 다른 인자들에 의존하여, 미리정해진 시간양 동안 방사에 노출된다. 노출 시간은 예컨대 약 0.2초 내지 약 30초간 지속될 수 있다. 노출 결과, 레지스트(14)의 일부는 굳어지고, 다른 부분들은 유체 상태로 남게된다.
단계 106에서, 처리 공정이 수행된다. 처리 공정은 이전 또는 다음 공정 단계와 함께 본래의 위치에서 수행될 수 있고, 또는 개별 챔버에서 수행될 수 있다. 상술한 문제점들을 감소시키기 위해 사용될 수 있는 여러 개의 독특한 처리 공정들이 있다. 이들 공정들은 개별적으로 또는 다양한 조합들로 사용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 일실시예에서, 퀀처-중화 용액(70)이 레지스트(14)의 상부 표면(이머션 유체(26)에 이전에 노출된 표면)에 제공된다. 용액(70)은 레지스트의 타입 및/또는 퀀처들(60)의 확산 깊이에 기초하여 변할 수 있다. 일실시예에서, 상기 용액은 퀀처(60)의 반대극성인 액체이다. 용액(70)은 또한, 증기(vapor) 또는 액체와 증기의 조합일 수 있다. 예를 들면, 퀀처(60)가 염기성(pH > 7)이면, 용액(70)은 산성(pH < 7)일 것이다. 상기 예의 조성에서, 용액(70)은 HCL과 같은 H+를 포함할 수 있다. HCL 용액은 약 1-3 사이의 pH를 가질 수 있다. 다른 예에서, 용액(70)은 PAG를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 용액(70)은 H3PO4 + KH2PO4와 같은 완충제를 포함할 수 있다.
본 예에서, 레지스트(14)가 염기성 퀀처 및 광산기 발생기(PAG)를 포함한다는 것을 이해할 것이다. 다른 예에서, 레지스트(14)는 산성 퀀처 및 광염기 발생기(PBG)를 포함할 수 있다. 위의 다른 예에서, 용액(70)은 염기성(pH > 7)일 것이다. 그러므로, 당해 기술분야의 당업자는, 사용되는 레지스트(14)의 타입과 같이 다양한 인자들에 의존하여, 많은 다른 타입들의 용액들이 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 다른 인자들이 이하에서 설명된다.
도 7을 참조하면, 용액(70)은 레지스트(14)로 확산하고, 퀀처들(60)과 반응한다. 일실시예에서, (예컨대, 얕은 깊이에 있는 퀀처들(60)과의 상호작용을 향상시키기 위해) 용액(70)이 비교적 얕은 깊이로 확산하는 것이 요구된다. 이 실시예에서, 다른 타입의 용액(70)이 선택될 수 있다. 예를 들면, 상술한 HCL 용액은 비 교적 높은 몰농도(예컨대, 약 0.1몰보다 크거나 같음)를 가질 수 있다. 또한, H3P04와 같은 "큰" 산성 분자들은 HCL과 같은 "작은" 산성 분자들에 비하여, 감소된 확산 깊이를 갖는다. 큰 분자들은 레지스트로의 감소된 확산속도로 인해 바람직하다. 또한, 온도 및/또는 압력은 확산속도를 제어하기 위해 변경될 수 있다.
도 8을 참조하면 또 다른 실시예(이전 실시예들 중 하나에 부가하여)에서, 확산된 퀀처들(60)을 제거하기 위해 표면 감소 메커니즘(80)이 사용될 수 있다(도3). 표면 감소 메커니즘(80)은 레지스트(14)의 상부 표면의 얇은 층을 제거하기 위한 용매 린스(solvent rinse)일 수 있다. 일실시예에서, 얇은 층은 약 100Å의 두께이다. 제거된 층의 두께는 얼마나 깊이 퀀처들(60)이 확산되는지에 기초하여 변할 수 있다. 용매는 PGME(propylene monomethly ether) 또는 PGMEA(propylene glycol monomethly etheracetate)일 수 있다. 레지스트(14)의 타입 및/또는 퀀처들(60)의 확산 깊이에 의존하여 다른 용매들이 사용될 수 있다(용매(70)에 대하여 상술한 내용과 유사함).
도 9를 참조하면, 결국, 레지스트(14)의 상부 표면 근방(특히 레지스트(14b)의 윗부분)의 퀀처들(60)은 하나 이상의 상술한 방법들에 의해 중화 및/또는 제거된다.
몇몇 실시예들에서, 이온제거된(DI) 워터 린스(90) 및 스핀 건조 공정은 퀀처들(60)이 제거 및/또는 중화된 후에 수행될 수 있다. DI 워터(90)는 레지스트(14)의 상부 표면 근방의 퀀처들이 제거 및/또는 중화되므로 퀀처들(60)의 용해를 거의 경험하지 않는다. 또한, 린스/건조 단계는 사후 노출 베이크(PEB, 이하에 서 논의됨) 전에 매우 근접한 시간(예컨대 2분 미만)에 수행될 수 있어, 용해가 거의 일어나지 않는다.
도 5를 다시 참조하면, 단계 108에서, 노출되고 처리된 레지스트(14)를 갖는 웨이퍼(10)는 폴리머 분해를 위해 사후-노출 베이크(PEB)를 위해 가열된다. 이 단계는 발생된 광산기(또는 광염기)로 하여금 폴리머와 반응하여 폴리머 분해를 용이하게 한다. 웨이퍼는 예컨대 약 30초 내지 약 200초 동안 약 85℃ 내지 150℃의 온도로 가열될 수 있다.
단계 110에서, 패턴 현상 공정은 원하는 마스크 패턴을 남기기 위해 노출된(포지티브) 또는 노출되지 않은(네거티브) 레지스트(14) 상에서 수행된다. 몇몇 실시예들에서, 웨이퍼(10)는 레지스트(14)의 일부가 분해되어 제거되는 소정의 시간동안 현상제 액체에 담겨진다. 웨이퍼(10)는 약 5에서 60초 동안 현상제 용액에 담겨질 수 있다. 현상제 용액의 조성은 레지스트(14)의 조성에 의존하며, 당해 기술분야에 잘 알려져 있는 것으로 이해된다. 상술한 바와 같은, TMAH는 현상제 용액의 일 예이다.
도 10을 참조하면, 결국, 원하는 패턴이 레지스트(14)에 생성되며, (도 4에 도시된 레지스트(14c)의 스크럼/브리지와 같은) 결함들이 감소된다.
본 발명의 일부 예시적인 실시예들만이 상세히 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 신규한 개시내용들 및 이점들에서 실질적으로 벗어나지 않고 예시적인 실시예들 내에서 많은 변형들이 가능하다는 것을 용이하게 이해할 것이다. 예를 들면, 웨이퍼(10)는 액체 처리 동안 회전하거나 정적인 상태일 수 있다. 또한, 용액(70) 및/또는 감소 메커니즘(80)은 초임계 유체들(supercritical fluids) 또는 다는 용매들을 포함할 수 있다.
일실시예에서, 반도체 기판 상에 이머션 리소그래피를 수행하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 반도체 기판의 상부 표면 상에 레지스트층을 제공하고, 이머션 리소그래피 노출 시스템을 사용하여 레지스트층을 노출시킨다. 상기 방법은 또한, 노출 후 및 사후-노출 베이크 전에 레지스트층을 처리하는 것을 포함하고, 상기 처리는 노출 동안 사용된 유체를 통해 레지스트로 확산되는 퀀처들을 중화시킨다. 그 후에, 사후-노출 베이크 및 현상 공정은 노출되고 처리된 레지스트층 상에서 수행된다.
몇몇 실시예들에서, 처리 단계는 레지스트로 확산된 퀀처들을 중화하기 위해 선택된 극성을 갖는 기판을 포함하는 린스 용액을 사용한다. 상기 기판은 염기성 퀀처들을 중화하기 위해 산성일 수 있고, 산성 퀀처들을 중화하기 위한 염기성일 수 있다. 상기 기판은 레지스트로의 퀀처들의 확산속도에 대응하도록 확산속도에 기초하여 선택될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 중성-용액(예컨대, 이온제거된 워터) 린스 및 스핀 건조는 상기 처리 후에 그리고 사후 노출 베이크 전에 수행된다.
몇몇 실시예들에서, 처리 단계는 증기 용액을 사용하며, 상기 증기 용액은 레지스트로 확산된 퀀처들을 중화하기 위해 선택된 극성을 갖는다.
몇몇 실시예들에서, 처리 단계는 용매를 사용한다. 상기 용매는 두께가 100Å인 레지스트층의 얇은 윗부분을 제거한다.
또 다른 실시예에서, 이머션 리소그래피 공정이 반도체 웨이퍼의 레지스트층 상에 패턴을 노출시킨 후에 반도체 웨이퍼를 처리하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 반도체 웨이퍼의 레지스트층에 린스를 적용하는 단계를 포함한다. 레지스트층은 후속 공적에 사용하기 위한 광산기 발생기를 포함하고, 린스 층은 레지스트의 제 1 부분으로부터 용해하고 레지스트층의 제 2부분으로 확산하는 임의의 염기 중화기물들을 중화하기 위한 산성 성분을 포함한다.
상술한 실시예들 및 단계들의 다양한 다른 조합들이 다양하게 사용될 수 있으며, 특별히 요구되는 단계들이 필요 없음을 이해할 것이다. 또한, 몇몇 실시예들에 대해 상술된 특징들은 다른 실시예들에 대해 상술된 특징들과 조합될 수 있다. 따라서, 모든 이러한 변형들은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된다.
본 발명은 일반적으로 반도체 집적 회로들의 제조에 사용되는 것과 같은 이머션 리소그래피를 제공한다.

Claims (15)

  1. 반도체 기판 상에 이머션 리소그래피를 수행하는 방법에 있어서,
    상기 반도체 기판의 표면 상에 레지스트층을 제공하는 단계;
    이머션 리소그래피 노출 시스템을 사용하여 상기 레지스트층을 노출시키는 단계로서, 상기 이머션 리스그래피 노출 시스템은 노출 중에 유체(fluid)를 이용하는, 상기 노출 단계;
    노출 후 및 사후-노출 베이크(post-exposure bake) 전에 상기 레지스트층을 처리하는 단계로서, 상기 처리는 상기 유체를 통해 상기 레지스트에 확산되는 퀀처들(quenchers)을 중화시키는 것인, 상기 처리 단계;
    상기 레지스트층 상에서 상기 사후-노출 베이크를 수행하는 단계; 및
    상기 노출된 레지스트층을 현상하는(developing) 단계;를 포함하는, 이머션 리소그래피 수행 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 처리 단계는 세정 용액을 이용하고, 상기 세정 용액은 상기 레지스트로 확산된 상기 퀀처들을 중화하기 위해 선택된 극성을 갖는 기판을 포함하는, 이머션 리소그래피 수행 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 기판은 상기 레지스트로의 상기 퀀처들의 확산 속도(diffusion rate)에 대응하는 확산 속도에 기초하여 선택되는, 이머션 리소그래 피 수행 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 세정 용액은 7 미만의 pH를 가지며, 상기 퀀처들은 7보다 큰 pH을 갖는, 이머션 리소그래피 수행 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 세정 용액은 약 1과 3 사이의 pH를 갖는 산(acid), 광산기 발생기(photo acid generator: PAG), 완충제(buffer), 또는 그의 조합물을 포함하는, 이머션 리소그래피 수행 방법.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 처리 단계는 스핀 건조 단계(spin-dry step)를 추가적으로 이용하는, 이머션 리소그래피 수행 방법.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 세정 용액은 7보다 큰 pH를 가지며, 상기 퀀처들은 7 미만의 pH를 갖는, 이머션 리소그래피 수행 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 세정 용액은 염기, 광염기 발생기(photo base generator: PBG) 또는 그 조합을 포함하는, 이머션 리소그래피 수행 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 처리 후 및 상기 사후 노출 전에 중화용액 세정 및 스핀 건조하는 단계를 더 포함하는, 이머션 리소그래피 수행 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 처리 단계는 증기 용액을 이용하고, 상기 증기 용액은 상기 레지스트에 확산된 상기 퀀처들을 중화하기 위해 선택된 극성을 갖는, 이머션 리소그래피 수행 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 증기 용액은 상기 레지스트로의 상기 퀀처들의 확산 속도에 대응하는 확산 속도에 기초하여 선택되는, 이머션 리소그래피 수행 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 증기 용액은 산, PAG, 또는 완충제 중 하나 이상을 포함하고, 상기 레지스트는 7보다 큰 pH를 가지며 PAG를 포함하는, 이머션 리소그래피 수행 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 증기 용액은 염기, PBG 또는 완충제 중 하나 이상을 포함하고, 상기 레지스트는 7 미만의 pH를 가지며 PBG를 포함하는, 이머션 리소그래피 수행 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 처리는 상기 레지스트층의 얇은 상부 표면을 제거하기 위해 상기 레지스트층에 용매(solvent)를 제공하는 단계를 포함하는, 이머션 리소그래피 수행 방법.
  15. 이머션 리소그래피 공정이 반도체 웨이퍼의 레지스트층 상에 패턴을 노출시킨 후에 상기 반도체 웨이퍼를 처리하는 방법으로서, 상기 레지스트층은 후속 공정에서 사용하기 위한 광산기 발생기를 포함하는, 상기 반도체 웨이퍼 처리 방법에 있어서,
    상기 반도체 웨이퍼의 상기 레지스트층에 세정을 적용하는 단계로서, 상기 세정은 상기 레지스트층의 제 1 부분으로부터 용해되고 상기 레지스트층의 제 2 부분으로 확산하는 임의의 염기 퀀처를 중화시키기 위한 산성 성분을 포함하는, 상기 세정 적용 단계를 포함하는, 반도체 웨이퍼 처리 방법.
KR1020060073708A 2005-08-05 2006-08-04 이머션 리소그래피 워터마크 감소 KR20070017061A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060073708A KR20070017061A (ko) 2005-08-05 2006-08-04 이머션 리소그래피 워터마크 감소

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US60/705,795 2005-08-05
US11/427,017 2006-06-28
KR1020060073708A KR20070017061A (ko) 2005-08-05 2006-08-04 이머션 리소그래피 워터마크 감소

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070017061A true KR20070017061A (ko) 2007-02-08

Family

ID=43650933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060073708A KR20070017061A (ko) 2005-08-05 2006-08-04 이머션 리소그래피 워터마크 감소

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070017061A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8383322B2 (en) Immersion lithography watermark reduction
KR100814040B1 (ko) 이머젼 리소그라피 결함 감소
JP2010186186A (ja) 半導体基板上にリソグラフィ工程を行う方法
US6730458B1 (en) Method for forming fine patterns through effective glass transition temperature reduction
JP4679997B2 (ja) 微細パターン形成方法
JP2001023893A (ja) フォトレジストパターンの形成方法
TWI566031B (zh) 微細化光阻圖案之形成方法
JP4718893B2 (ja) パターン形成方法
US20080020324A1 (en) Immersion lithography defect reduction with top coater removal
KR20070017061A (ko) 이머션 리소그래피 워터마크 감소
JP2009194207A (ja) パターン形成方法、半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置
JP2008066467A (ja) パターン形成方法
TWI825960B (zh) 半導體裝置的製造方法
JP4417090B2 (ja) パターン形成方法、マスクおよび露光装置
US6291135B1 (en) Ionization technique to reduce defects on next generation lithography mask during exposure
KR20060047051A (ko) 포토레지스트 패턴 형성 방법
US20060292500A1 (en) Cure during rinse to prevent resist collapse
CN100461004C (zh) 浸润式光刻的方法及其处理方法
KR20030056359A (ko) 반도체 소자의 제조 방법
Chen et al. Resist residue removal using UV ozone treatment
KR20050055974A (ko) 화학 증폭형 레지스트의 스트립 방법
KR20090001081A (ko) 반도체 소자의 미세 패턴 형성 방법
KR20060001487A (ko) 반도체 소자의 패턴 형성방법
KR20080010759A (ko) 포토레지스트 패턴 형성 방법
KR20080078999A (ko) 반도체 소자의 포토 레지스트 패턴 형성 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20080102

Effective date: 20080731