KR20090007448A - 마이크로전자 기판 상의 패턴 형성 방법, 패턴 피처를 배로증가시키는 방법 및 패턴 피치를 감소시키는 방법 - Google Patents

마이크로전자 기판 상의 패턴 형성 방법, 패턴 피처를 배로증가시키는 방법 및 패턴 피치를 감소시키는 방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서에는 패턴의 최소 피치를 감소시키는 방법이 기술되었다. 기판 상의 포토레지스트는 마스크를 통과한 복사에 노출된다. 마스크는 거리를 두고 이격된 피처를 갖는다. 복사에 대한 제 1 노출, 복사에 대한 제 2 노출 및 복사에 대한 제 3 노출을 갖는 포토레지스트 구간이 생성된다. 복사에 대한 제 1 노출을 갖는 포토레지스트 구간은 제 1 화학제를 사용하여 기판으로부터 선택적으로 제거된다. 복사에 대한 제 2 노출을 갖는 포토레지스트 구간은 제 2 화학제를 사용하여 기판으로부터 선택적으로 제거된다. 복사에 대한 제 3 노출을 갖는 포토레지스트 구간은 기판 상의 패턴을 형성한다. 패턴의 피처 사이의 거리는 마스크의 피처 사이의 거리보다 적어도 두 배 더 작다.

Description

마이크로전자 기판 상의 패턴 형성 방법, 패턴 피처를 배로 증가시키는 방법 및 패턴 피치를 감소시키는 방법{METHODS TO REDUCE THE MINIMUM PITCH IN A PATTERN}
본 발명의 실시예는 일반적으로 마이크로전자 디바이스 제조 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시예는 마이크로전자 기판 상에 형성된 패턴의 피치(pitch)를 감소시키는 방법에 관한 것이다.
마이크로전자 디바이스 산업은 마이크로전자 디바이스 및 회로를 마이크로전자 기판 상에 규정하는 패턴을 형성하기 위한 다양한 리소그래피 기술들을 사용한다. 이러한 리소그래피 기술들은 마이크로전자 기판(예컨대, 반도체 기판) 상에 증착되는 광 감응성 재료("포토레지스트")를 패터닝하는 데에 사용된다. 패턴을 포함하는 마스크를 통과하여 전송된 광은 포토레지스트를 조사한다. 전형적으로, 포지티브 톤(positive tone) 포토레지스트에 있어서, 광에 노출된 포토레지스트의 영역은 현상 프로세스(developing process) 동안 제거되는 반면, 광에 노출되지 않은 포토레지스트의 영역은 기판 상에 남아있다. 네거티브 톤 포토레지스트에 있어서, 광에 노출되지 않은 포토레지스트의 영역이 현상 프로세스 동안 제거되고, 광에 노출된 영역은 기판 상에 남아있게 된다. 즉, 포토레지스트 재료의 선택적인 광 감응성은 패턴을 마스크에서 기판으로 전사하는 것을 가능케 한다. 전형적으로, 리소그래피 시스템에 의해 마스크로부터 기판으로 전사되는 패턴의 피처의 중심 사이의 최소 거리("피치(pitch)")가 패터닝 레졸루션을 규정한다.
일반적으로, 위상 반전 마스크 및 오프-축 조사와 같은 레졸루션 개선을 사용한다 해도, 마스크로부터 기판으로 전사된 패턴의 최소 피치는 리소그래피에 사용된 패터닝 도구의 효과적인 개구수(Numerical Aperture)에 의해 분할된 광의 파장의 비율에 비례한다. 일반적으로 현존하는 리소그래피 도구를 사용하여 물리적으로 획득가능한 최소 1/2-피치("Lmin")는 아래와 같으며:
Lmin = 0.25λ/NA
이때 λ는 광의 파장이고, NA는 패터닝 도구의 효과적인 개구수이다. 최소 피치를 감소시키고 패턴의 더욱 작은 피처를 인쇄하는 하나의 방법은 보다 짧은 노출 파장을 사용하여 기판 상으로 패턴의 이미지를 투영하는 것이다. 예컨대, ("EUVL")은 대략 10나노미터("nm") 내지 14nm의 범위의 짧은 파장을 갖는 복사("광")dmf 사용하는 리소그래피 기술 중 하나로서 이것은 100nm보다 작은 크기를 갖는 피처의 인쇄를 가능케 한다. 최소 피치를 감소시키고 패턴의 보다 작은 피처를 인쇄하는 다른 방법은 보다 큰 효과적인 개구수를 갖는 패터닝 도구를 사용하는 것이다.
도 1a-1b는 포지티브 톤 포토레지스트를 사용하는 전형적인 리소그래피 패터닝을 도시한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 포지티브 톤 포토레지스트(102)는 기판(101) 상에 증착된다. 포토레지스트(102)는 마스크(103)를 통해 광(107)에 대해 노출된다. 마스크(103)는 도 1a에 도시된 바와 같이 패턴을 형성하는 투명한 구간(104)과 불투명 피처(108)를 구비한다. 불투명 피처 사이의 거리(피치)(109)는 도 1a에 도시되었다. 투명한 구간(104)은 광(107)을 포토레지스트(102)로 전달한다. 불투명 피처(108)는 광(107)이 포토레지스트(102)로 전달되는 것을 방지한다. 도 1a는 광(107)에 대해 노출된 구간(105)과 광(107)에 대해 노출되지 않은 구간(106)을 구비하는 포토레지스트(102)를 도시한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 마스크 특성(108)은 포토레지스트(102) 상으로 이미징되어 상응하는 포토레지스트 피처(106)를 생성한다.
도 1b는 포지티브 톤 포토레지스트(102)의 노출된 구간(105)을 제거한 후의, 도 1a와 유사한 도면을 도시한다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 노출되지 않은 구간(106)은 기판(101) 상에 남아있고 마스크(103)로부터 기판(101)으로 전사된 패턴을 형성한다. 도 1a-1b에서 도시된 바와 같이, 마스크 피처(108)는 포토레지스트(102) 상으로 이미징되어 상응하는 포토레지스트 피처(구간(106))를 생성한다. 도 1a-1b에 도시된 바와 같이, 구간(106) 사이의 피치(110)는 마스크(103)의 피처(108) 사이의 피치(109)에 의해 결정된다.
도 2a-2b는 네거티브 톤 포토레지스트(202)를 사용하는 전형적인 리소그래피 패터닝을 도시한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 네거티브 톤 포토레지스트(202)는 기판(201) 상에 증착된다. 포토레지스트(202)는 마스크(203)를 통해 광(207)에 노출된다. 마스크(203)는 도 2a에 도시된 바와 같이 패턴을 형성하는 투명한 피처(204) 및 불투명 구간(208)을 구비한다. 투명한 피처(204) 사이의 거리(피치)(209)는 도 2a에 도시되었다. 투명한 피처(204)는 광(207)을 포토레지스트(202)로 전달한다. 불투명 구간(208)은 광(207)이 포토레지스트(202)로 전달되는 것을 방지한다. 도 2a는 광(207)에 노출되는 구간(205)과 광(207)에 노출되지 않는 구간(206)을 구비하는 포토레지스트(202)를 도시한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 마스크 피처(204)는 포토레지스트(202) 상에 이미징되어 상응하는 포토레지스트 피처(205)를 생성한다.
도 2b는 네가티브 톤 포토레지스트(202)의 노출되지 않은 구간(206)을 제거한 후의, 도 2a와 유사한 도면을 도시한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 노출되지 않은 구간(206)은 기판(201) 상에 남아있고 마스크(203)로부터 기판(201)으로 전사되는 패턴을 형성한다. 도 2a-2b에 도시된 바와 같이, 마스크 피처(204)는 포토레지스트(202) 상으로 이미징되어 상응하는 포토레지스트 피처(구간(205))를 생성한다. 구간(205) 사이의 피치(210)는 도 2a-2b에 도시된 바와 같이 마스크(203)의 피처(204) 사이의 피치(209)에 의해 결정된다.
도 1a는 포지티브 톤 포토레지스트를 사용하는 리소그래피를 도시한 도면,
도 1b는 포지티브 톤 포토레지스트의 노출된 구간을 제거한 후의, 도 1a와 유사한 도면,
도 2a는 네거티브 톤 포토레지스트를 사용하는 전형적인 리소그래피 패터닝을 도시한 도면,
도 2b는 네거티브 톤 포토레지스트의 노출되지 않은 구간을 제거한 후의, 도 2a와 유사한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 마스크로부터 기판으로의 패턴의 전이를 도시한 도면,
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 기판 상에 증착된 포토레지스트를 도시한 도면,
도 4b는 마스크를 통과한 복사에 노출되는 기판 상에 증착된 포토레지스트를 도시하는, 도 4a와 유사한 도면,
도 4c는 강하게 복사 노출된 포토레지스트 구간이 제 1 화학제를 사용하여 기판으로부터 선택적으로 제거된 후의, 도 4b와 유사한 도면,
도 4d는 약하게 복사 노출된 포토레지스트 구간이 제 2 화학제를 사용하여 기판으로부터 선택적으로 제거된 후의, 도 4c와 유사한 도면,
도 5a는 다양한 크기를 갖는 패턴 피처를 형성하는 일 실시예를 도시한 도면,
도 5b는 고복사 노출 및 저복사 노출된 포토레지스트 구간을 기판으로부터 선택적으로 제거한 후의, 도 5a와 유사한 도면,
도 6a는 다양한 크기를 갖는 패턴 피처를 형성하는 다른 실시예를 도시한 도 면,
도 6b는 고복사 노출 및 저복사 노출된 포토레지스트 구간을 기판으로부터 선택적으로 제거한 후의, 도 6a와 유사한 도면,
7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 상의 포토레지스트 상에 중간 세기(intermediate intensity)를 갖는 이미지 형성을 도시한 도면,
도 7b는 고복사 노출 및 저복사 노출된 포토레지스트 구간을 기판으로부터 선택적으로 제거한 후의, 도 7a와 유사한 도면,
도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 상의 포토레지스트 상의 중간 세기를 갖는 이미지 형성을 도시한 도면,
도 8b는 고복사 노출 및 저복사 노출된 포토레지스트 구간을 기판으로부터 선택적으로 제거한 후의, 도 8a와 유사한 도면,
도 9a는 (도시되지 않은) 기판 상에 증착된 포토레지스트의 일 실시예의 평면도,
도 9b는 포토레지스트 위에 배치된 마스크를 도시한, 도 9a와 유사한 도면,
도 9c는 포토레지스트를 마스크를 통과한 복사에 노출시킨 후의, 도 9b와 유사한 도면,
도 9d는 다른 마스크를 통과한 추가의 복사에 대한 잔여(residual) 구간의 노출을 도시한, 도 9c와 유사한 도면,
도 9e는 고복사 노출 및 저복사 노출된 포토레지스트 구간을 기판으로부터 선택적으로 제거하는 반면, 기판 상에 중간 복사 노출 구간을 그대로 남겨둔, 도 9d와 유사한 도면.
아래의 설명에서, 본 발명의 실시예들 중 하나 이상의 실시예에 대한 철저한 이해를 제공하도록 특정한 재료, 소자의 치수와, 예로서 온도, 압력, 시간 및 파장 등의 프로세싱 조건과 같은 다수의 특정한 세부사항이 설정되었다. 그러나 당업자에게는 본 발명의 하나 이상의 실시예가 이러한 특정 세부사항 없이도 실시될 수 있음이 자명할 것이다. 다른 예시에서, 반도체 제조 프로세스, 기술, 재료, 장비 등은 이러한 설명을 불필요하게 흐리지 않도록 자세하게 기술되지 않았다. 본 명세서에 포함된 설명을 통해, 당업자는 과도한 실험 없이도 적절한 기능을 구현할 수 있을 것이다.
본 발명의 소정의 실시예가 기술되고 첨부된 도면에 도시되었지만, 이러한 실시예는 단지 예시적인 것일 뿐 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니며, 당업자에게 있어 다수의 변경이 가능하기 때문에 본 발명이 도시되고 기술된 특정한 구조 및 배열로 한정되지 않음을 이해할 것이다.
본 명세서 전반에서 지칭하는 "일 실시예" 또는 "실시예"는 이것과 관련되어 기술된 특성, 구조 또는 특징이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 등장하는 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"와 같은 표현들이 모두 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 특정한 특성, 구조 또는 특징은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 측면은 개시된 단일 실시예의 전체 특성 내에 존재한다. 따라서, 상세한 설명에 이어지는 특허청구범위는 본 명세서에서 상세한 설명과 연관되며, 각각의 특허청구범위는 본 발명의 개별적인 실시예로서 역할을 한다. 본 발명이 몇몇 실시예의 측면에서 기술되었지만, 당업자는 본 발명이 기술된 실시예로 제한되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주 내에서 변경 및 변화를 가지고 실시될 수 있음을 인지할 것이다. 따라서 설명은 제한적이기보다는 예시적인 것으로 이해되어야 한다.
주어진 리소그래피 도구 및 마스크에 있어서, 기판 상으로 전사될 수 있는(transferred) 패턴의 최소 피치를 감소시키는 방법이 본 명세서에 기술되었다. 예컨대 포토레지스트와 같이 노출된 광-감응성 재료에 대한 다수의 화학적 처리가 2배 더 작은 리소그래피 피치를 획득하는 데에 사용된다.
기판 상의 포토레지스트는 마스크를 통해 복사에 노출된다. 마스크는 거리를 두고 분리된 피처(features)를 갖는다. 복사에 대한 제 1 노출, 복사에 대한 제 2 노출 및 복사에 대한 제 3 노출을 갖는 포토레지스트 구간들이 형성된다. 복사에 대한 제 1 노출을 갖는 포토레지스트 구간은 제 1 화학제를 사용하여 기판으로부터 선택적으로 제거된다. 복사에 대한 제 2 노출을 갖는 제 2 포토레지스트 구간은 제 2 화학제를 사용하여 기판으로부터 선택적으로 제거된다. 복사에 대한 제 3 노출을 갖는 포토레지스트 구간은 기판 상에 남아서 피처를 갖는 패턴을 형성한다. 기판 상에 형성된 패턴의 피처 사이의 거리는 마스크의 피처 사이의 거리보다 적어도 2 배 더 작다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 마스크로부터 기판 상으로 전사된 패턴을 도시한다. 기판(301) 상에 증착된 포토레지스트(302)는 마스크(303)를 사용하는 리소그래피 시스템의 복사 소스(도시되지 않음)로부터의 복사(320)에 노출된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 마스크(303)는 "피치"(309)를 두고 주기적으로 배치된 불투명 피처(opaque features)(310) 및 투명한 구간(clear portions)(304)을 구비한다. 일 실시예에서, 포토레지스트(302)는 포지티브 톤 포토레지스트(positive tone photoresist)이다. 다른 실시예에서, 포토레지스트(302)는 네거티브 톤 포토레지스트(negative tone photoresist)이다. 포토레지스트(302)는 예로서 스핀 코팅되고 전형적으로 90-150℃의 온도에서 60 내지 120초 동안 사전-노출 베이킹되어 기판(301) 상에 형성될 수 있다. 기판 상에 포토레지스트를 증착하는 것은 마이크로전자 디바이스 제조 분야의 당업자에게 알려져 있다. 광 노출은 포토레지스트(302)에 화학적 변화를 발생시킨다. 일반적으로, 포지티브 톤 포토레지스트는 광 노출로 인해 비보호되는(deprotected) 폴리머를 갖는다. 일 실시예에서, 광 노출은 포지티브 톤 포토레지스트 내에서의 산(acid) 생성을 발생시키고, 산은 포지티브 톤 포토레지스트의 용해도를 변화시킨다. 즉, 포지티브 톤 포토레지스트의 용해도는 광 노출 및 산의 존재로 인하여 변화한다. 네가티브 톤 포토레지스트에 있어서, 광 노출은 네가티브 톤 포토레지스트의 용해도를 변화시키는 폴리머 분자의 교차결합을 발생시킨다. 또한 네거티브 톤 포토레지스트는 네거티브 톤 포토레지스트의 용해도에 영향을 미치는 산을 포함할 수 있다.
도 3은 복사 노출의 프로파일(305) 및 마스크(303)와 리소그래피 시스템의 복사(320)에 의해 포토레지스트(302)에서 생성된 반응의 프로파일(306)을 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 투명한 구간(304)에 상응하는 구간(312)은 고복사 노출(320)을 수신하고, 불투명 피처(310)에 상응하는 구간(313)은 저복사 노출(320)을 수신하며, 불투명 피처(310)의 에지에 상응하는 구간(314)은 중간복사 노출(320)을 수신한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 포토레지스트(302)의 구간(312)의 프로파일(306)은 상위 문턱값(308)보다 높고, 구간(313)의 프로파일(306)은 하위 문턱값(309)보다 낮으며, 구간(314)의 프로파일(306)은 하위 문턱값(309)과 상위 문턱값(308) 사이에 있다.
일 실시예에서, 프로파일(306)은 도 3에 도시된 바와 같이 복사 노출(305)에 비례하는 포지티브 톤 포토레지스트(302) 내의 비보호된 폴리머의 화학적 농도이다. 다른 실시예에서, 프로파일(306)은 복사 노출에 비례하는 포토레지스트(302) 내의 산 농도이다. 다른 실시예에서, 네거티브 톤 포토레지스트(302)에 있어서, 프로파일(306)은 도 3에 도시된 바와 같이 복사 노출(305)에 비례하는 교차결합된 폴리머의 농도이다. 다른 실시예에서, 프로파일(306)은 도 3에 도시된 바와 같이 복사 노출(305)에 비례하는 네거티브 톤 포토레지스트(302) 내의 평균 폴리머 분자 무게이다.
일 실시예에서, 상위 문턱값(308)은 제 1 화학제가 포토레지스트에 도포될 때 포토레지스트(302)의 용해도의 제 1 문턱값에 상응한다. 일 실시예에서, 하위 문턱값(309)은 제 2 화학제가 포토레지스트에 도포될 때 포토레지스트(302)의 용해 도의 제 2 문턱값에 상응하며, 이는 아래에서 더욱 자세하게 기술되었다. 일 실시예에서, 고복사 노출(305)을 갖는 투명한 구간(304)에 상응하는 포토레지스트(302)의 구간(312)은 제 1 화학제를 사용하여 기판(301)으로부터 선택적으로 제거된다. 저복사 노출(305)을 갖는 포토레지스트(302)의 구간(313)은 제 2 화학제를 사용하여 기판(301)으로부터 선택적으로 제거된다. 중간 노출(320)을 갖는 불투명 피처(310)의 에지에 상응하는 구간(314)은 도 3에 도시된 바와 같이 기판(301) 상에 그대로 남아있다. 서로 다른 화학제를 사용하여 포토레지스트(302)의 구간(312, 313)을 선택적으로 제거하는 한편 기판(301) 상에 구간(314)을 그대로 남겨두는 것은 도 4를 참조로 하여 아래에서 보다 자세하게 기술되었다.
일 실시예에서, 포토레지스트(302)의 구간(312)에서 포토레지스트(302) 내의 산 농도의 프로파일(306)은 산 농도의 상위 문턱값(308)보다 높다. 일 실시예에서, 산 농도의 상위 문턱값(308)은 포토레지스트(302)의 산 레벨 용해도 문턱값이다. 예컨대, 만약 포지티브 톤 포토레지스트(302) 내의 산 농도가 산 농도의 상위 문턱값(308)보다 높다면, 포지티브 톤 포토레지스트는 제 1 화학제가 도포되었을 때 가용성이 되며, 이는 아래에서 도 4와 관련하여 보다 자세하게 기술된다. 일 실시예에서, 저복사 노출(305)을 갖는 불투명 피처(310)에 상응하는 포토레지스트(302)의 구간(313)은 도 3에 도시된 바와 같이 산 농도의 하위 문턱값(309)보다 낮은 산 농도의 프로파일(305)을 갖는다. 일 실시예에서, 산 농도의 하위 문턱값(309)은 포토레지스트(302)의 다른 산 레벨 용해도 문턱값이다. 예컨대, 만약 포지티브 톤 포토레지스트(302) 내의 산 농도가 산 농도의 하위 문턱값(309)보다 낮으면, 제 2 화학 제가 도포되었을 때 포토레지스트는 가용성이 되며, 이는 아래에서 도 4와 관련하여 보다 자세하게 기술된다. 일 실시예에서, 포지티브 톤 포토레지스트(302)는 투명한 영역 산 레벨의 대략 30%-60% 범위에 있는 상위 산 농도 문턱값과, 투명한 영역 산 농도의 대략 10%-25%의 범위에 있는 하위 산 농도 문턱값을 갖는다. 일 실시예에서, 투명한 영역 산 농도는 복사에 완전히 노출된 포토레지스트의 산 레벨로서 정의된다. 다른 실시예에서, 투명한 영역 산 농도는 모든 PAG(PhotoAcid Generation) 재료가 산 종류를 생성하기 위해 복사와 반응하였을 때의 산 농도로서 정의된다. 피처(310)의 에지로부터의 광(320)의 회절 때문에, 도 4에 도시된 바와 같이 중간 복사 노출 구간(314)이 생성된다. 일 실시예에서, 중간 복사 노출(306)을 갖는 포토레지스트(302)의 구간(314)은 상위 산 농도 문턱값과 하위 산 농도 문턱값(309) 사이의 산 농도를 갖는다. 복사에 대한 높은 노출 구간(312)은 제 1 화학제를 사용하여 기판으로부터 선택적으로 제거되며, 이것은 도 4와 관련하여 아래에서 보다 자세하게 기술된다. 복사에 대한 낮은 노출 구간(313)은 제 2 화학제를 사용하여 기판으로부터 선택적으로 제거되며, 이것은 도 4와 관련하여 아래에서 보다 자세하게 기술된다. 복사에 대한 중간 노출 구간(314)은 기판(301) 상에 남아서 마스크(303) 및 리소그래피 시스템에 의해 전사되는 패턴을 형성한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 각 하나의 마스크 피처(310)마다 두 개의 포토레지스트 피처(구간(314))가 생성되며, 그에 따라 기판(301) 상에 2배의 패턴 피처가 생성된다. 그 결과, 포토레지스트 피처(중간 노출 구간(314))의 중심 사이의 거리("피치")(310)는 도 3에 도시된 바와 같이 마스크(303)의 피처(310) 사이의 거 리(310)보다 2배 더 작아진다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따라 기판(401) 상에 증착된 포토레지스트(402)를 도시한다. 일 실시예에서, 기판(401)은 반도체, 예컨대 단결정질 실리콘, 게르마늄 및 임의의 다른 반도체를 포함한다. 다른 실시예에서, 기판(401)은 임의의 집적 회로, 패시브(예로서, 커패시터, 인덕터) 및 액티브(예로서, 트랜지스터, 광검출기, 레이저, 다이오드) 마이크로전자 디바이스를 제조하는 임의의 재료를 포함한다. 기판(401)은 이러한 액티브 및 패시브 마이크로전자 디바이스를 이들의 상단 상에 형성되는 전도성 층 또는 층들로부터 분리시키는 절연성 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 기판(401)은 예컨대 실리콘 이산화물, 실리콘 나이트리드, 사파이어 및 그외의 절연성 재료들과 같은 하나 이상의 절연성 층들을 포함하는 p-형 단결정질 실리콘("Si") 기판이다. 포토레지스트(402)는 스핀 코팅에 의해 기판(401) 상에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 포토레지스트(402)는 대략 0.001마이크론("㎛") 내지 0.5㎛ 범위의 두께로 기판(401) 상에 형성된다. 기판 상에 포토레지스트를 증착하는 것은 마이크로전자 디바이스 제조 분야의 당업자에게 알려져 있다. 다음으로, 포토레지스트(402)는 포토레지스트 재료를 기판(401) 상에 응고시키도록 베이킹된다. 일 실시예에서, 기판(401) 상의 포토레지스트(402)는 대략 90℃ 내지 180℃ 범위의 온도에서 대략 50-120초 동안 베이킹된다.
일 실시예에서, 포토레지스트(402)는 포지티브 톤 포토레지스트이다. 다른 실시예에서, 포토레지스트(402)는 네거티브 톤 포토레지스트이다. 일 실시예에서, 포토레지스트(402)는 "EUVL"(Extreme Ultraviolet Lithography) 포토레지스트이다. 일 실시예에서, 포토레지스트(402)는 불소 중합체를 포함한다. 다른 실시예에서, 포토레지스트(402)는 실리콘-함유 폴리머를 포함한다. 일 실시예에서, 포토레지스트(402)는 포토레지스트가 복사에 노출되었을 때 산기(acid groups)를 제공하도록 하이드록시 스티렌(hydroxy styrene) 및/또는 아크릴산 단량체를 포함한다. 일반적으로, 포토레지스트(402)용 재료의 선택은 특정한 마이크로전자 디바이스 프로세싱 애플리케이션에 의존한다. 예를 들어, 포토레지스트(402)용 재료의 선택은 주어진 복사의 파장에서의 포토레지스트의 전송 특성에 의존한다. 다른 실시예에서, 포토레지스트(402)는 예로서 365㎚, 248㎚, 193㎚, 157㎚ 및 13㎚와 같은 파장에 적합화되었다. 일 실시예에서, 포토레지스트(402)는 일본의 Sumitomo Chemical, Co 사에 의해 공급되는 PARXXX, 일본의 JSR Co 사에 의해 공급되는 ARXXXJN 및 ARXXXXJ와 같은 193㎚ 포토레지스트이다. 다른 실시예에서, 포토레지스트(402)는 이전에 일본에 소재한 Tokyo Ohka Kogyo (TOK), Co 사의 Shipley Co. TOKXXX로 알려진 미국 소재의 Rohm and Haas Electronic Materials의 apex-e를 포함하는 248㎚ 포토레지스트이다. 다른 실시예에서, 포토레지스트(402)는 248㎚ 포토레지스트 및 13㎚ 포토레지스트이다.
도 4b는 도 4a와 유사한 도면으로, 마스크를 통과한 복사에 노출된 기판 상에 증착된 포토레지스트를 도시한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 마스크(403)는 복사(407)가 포토레지스트(402)로 전달되는 것을 방지하는 불투명 피처(410)와 복사를 포토레지스트(402)로 전달하는 투명한 구간(404)을 구비한다. 일 실시예에서, 마스크(403)는 EUV 마스크이다. 전형적으로, EUVL 복사는 대다수의 재료에서 흡수 되기 때문에, EUVL에서 사용되는 마스크는 반사성 마스크이다. 패턴을 웨이퍼로 전사하기 위한 반사성 마스크는 소정의 영역에서 복사를 반사시키고 마스크의 다른 영역에서는 복사를 흡수한다. 전형적인 EUVL 반사성 마스크 블랭크(blank)는 기판 상에 증착된 미러를 포함하며, 미러는 광의 반사율을 최대화하도록 실리콘과 몰리브덴의 교번하는 층들로 이루어진다. EUVL 마스크 블랭크의 미러는 재료 흡수 층으로 코팅된다. 흡수 재료는 EUVL 마스크를 생성하도록 특정한 방식으로 패터닝된다. EUVL 마스크는 마이크로전자 디바이스 제조 분야의 당업자에게 알려져 있다.
일 실시예에서, 마스크(403)는 바이너리 마스크(binary mask) 또는 유리 마스크 상의 크롬이다. 다른 실시예에서, 마스크(403)는 교차 위상 반전 마스크(alternating phase shift mask)이다. 교차 위상 반전 마스크는 마스크의 인접하는 구간(틈) 사이의 1/2 파장 위상차를 발생시키도록 에칭된 구간들을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 마스크(403)는 내장된 위상 반전 마스크(감쇠 위상 반전 마스크 또는 1/2-톤 위상 반전 마스크로도 알려짐)이며, 이때 필름을 통과한 광과 마스크 기판 상의 투명한 영역만을 통과한 광 사이의 전송차 뿐 아니라 1/2 파장 위상차를 생성하도록 필름이 사용된다.
복사("광")(407)는 마이크로전자 디바이스 제조 분야의 당업자에게 알려진 임의의 스테퍼(stepper) 또는 스캐너일 수 있는 리소그래피 시스템(도시되지 않음)의 복사 소스로부터 제공된다. 리소그래피 시스템은 예컨대 365㎚, 248㎚, 193㎚, 157㎚ 및 13㎚ 파장의 복사를 사용하는 임의의 유형의 시스템일 수 있다. 마스크(403)는 예컨대 정상 입사광과, 고리형 조명(annular illumination), 4중극자 조 명(quadrupole illumination) 및 이중극 조명(dipole illumination)과 같은 오프-축(off-axis) 조명광을 사용하여 조명될 수 있다. 이러한 조명 방법과 마스크를 사용하여 포토레지스트를 광에 노출시키는 것은 마이크로전자 디바이스 제조 분야의 당업자에게 알려져 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 사용하는 마스크(403)를 전사하는 복사(407)는 하나 이상의 구간(405), 하나 이상의 구간(406) 및 하나 이상의 구간(408)을 포토레지스트(402) 내에 형성한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 마스크(403)의 불투명 피처(410)에 상응하는 구간(406)은 복사(407)에 대한 저노출을 갖고, 마스크(403)의 투명한 구간(404)에 상응하는 구간(405)은 복사(407)에 대한 고노출을 가지며, 마스크(403)의 불투명 피처(410)의 에지에 상응하는 구간(408)은 복사(407)에 대해 중간 노출을 갖는다. 중간 복사 노출 구간(408)은 피처(410)의 에지로부터의 복사(407)의 회절로 인해 생성된다. 일 실시예에서, 입사 복사(407)의 100%가 마스크(403)를 사용하는 포토레지스트(402)에 전달되면 포토레지스트(402)의 복사 노출은 1이고, 입사 복사(407)의 0%가 포토레지스트(402)에 전달되면 포토레지스트(402)의 노출은 0이다. 일 실시예에서, 포토레지스트의 고복사 노출 구간(405)은 입사 복사(407)의 약 0.5(50%) 이상을 수신하고, 포토레지스트의 저복사 노출 구간(406)은 입사 복사(407)의 0.15(15%) 미만을 수신하며, 포토레지스트의 중간 복사 노출 구간(408)은 입사 복사(407)의 약 0.15(15%) 내지 약 0.5(50%)를 수신한다. 일 실시예에서, 복사(407)에 대한 고노출은 포토레지스트(402)의 구간(405) 내의 산의 농도를 산 농도 문턱값보다 높은 레벨까지 증가시킨다. 상위 농도 문턱값 은 포토레지스트(402)의 제 1 용해도 문턱값이다. 일 실시예에서, 포지티브 톤 포토레지스트(402)의 구간(405) 내의 산 농도가 포토레지스트의 용해도의 제 1 문턱값(예컨대, 산 농도 문턱값)보다 높은 레벨까지 증가한 경우, 제 1 화학제가 도포되었을 때 포지티브 톤 포토레지스트 구간(405)은 가용성이 되며, 이것은 아래에서 보다 자세하게 기술되었다. 다른 실시예에서, 포지티브 톤 포토레지스트(402)의 구간(405) 내의 비보호된 폴리머의 화학적 농도가 포토레지스트의 용해도의 제 1 문턱값(예컨대, 산 농도 문턱값)보다 높은 레벨까지 증가한 경우, 제 1 화학제가 도포되었을 때 포지티브 톤 포토레지스트 구간(405)은 가용성이 되며, 이것은 아래에서 보다 자세하게 기술되었다. 또 다른 실시예에서, 네거티브 톤 포토레지스트(402)의 구간(405)의 교차결합된 폴리머의 농도가 포토레지스트의 용해도의 제 1 문턱값보다 높은 레벨까지 증가한 경우, 제 1 화학제가 도포되었을 때 네거티브 톤 포토레지스트 구간(405)은 가용성이 되며, 이것은 아래에서 보다 자세하게 기술되었다. 또 다른 실시예에서, 네거티브 톤 포토레지스트(402) 내의 구간(405)의 평균 폴리머 분자 무게가 포토레지스트의 용해도의 제 1 문턱값보다 높은 레벨까지 증가한 경우, 제 1 화학제가 도포되었을 때 네거티브 톤 포토레지스트 구간(405)은 가용성이 되며, 이것은 아래에서 보다 자세하게 기술되었다.
포지티브 톤 포토레지스트(402)의 저복사 노출 구간(406)에서, 산 농도 및/또는 비보호된 폴리머의 화학 농도는 포토레지스트의 용해도의 하위 문턱값(예컨대, 산 농도 문턱값)보다 작다. 포지티브 톤 포토레지스트의 구간(406)은 제 2 화학제가 도포되었을 때 가용성이 되며, 이는 아래에서 보다 자세하게 기술되었다. 다른 실시예에서, 네거티브 톤 포토레지스트(402)의 구간(406) 내의 교차결합된 폴리머의 농도 및/또는 평균 폴리머 분자 무게는 포토레지스트의 용해도의 제 2 문턱값보다 낮고, 네거티브 톤 포토레지스트의 구간(406)은 제 2 화학제가 도포되었을 때 가용성이 되며, 이는 아래에서 보다 자세하게 기술되었다.
전형적으로 제 1 용해도 문턱값 및 제 2 용해도 문턱값은 포토레지스트의 재료에 의해 결정된다. 중간 복사 노출 포토레지스트 구간(408)은 대략 제 1 용해도 문턱값과 제 2 용해도 문턱값 사이의 산 농도를 갖는다. 즉, 중간 복사 노출 포토레지스트 구간(408)은 제 1 화학제 및 제 2 화학제가 포토레지스트(402)에 도포되었을 때 가용성이 아니다. 다음으로, 노출된 포토레지스트(402)는 광-유도된 화학적 변화를 강화하도록 베이킹된다. 일 실시예에서, 노출된 포토레지스트(402)는 대략 60℃ 내지 150℃의 온도에서 약 50-120초 동안 베이킹된다.
도 4c는 도 4b와 유사한 도면으로, 포토레지스트의 고복사 노출 구간(405)이 제 1 화학제를 사용하여 기판(401)으로부터 선택적으로 제거된 후를 도시한다. 일 실시예에서, 포지티브 톤 포토레지스트(402)의 구간(405)을 선택적으로 제거하도록 제 1 화학제는 예로서 알칼리, 아민과 같은 염기를 포함한다. 일 실시예에서, 포지티브 톤 포토레지스트(402)의 구간(405)을 선택적으로 제거하기 위한 제 1 화학제는 tetramethyllammonium hydroxide ("TMAH")를 포함한다. 일 실시예에서, 기판(401) 상의 포지티브 톤 포토레지스트(402)를 포함하는 웨이퍼가 제 1 화학제를 포함하는 현상액(development solution)에 담그어져 가용성 구간(405)을 제거한 다음 건조된다. 가용성 구간을 제거하기 위한 현상액 내에서의 포토레지스트(402)의 현상은 마이크로전자 디바이스 제조 분야의 당업자에게 알려져 있다. 일 실시예에서, 반도체 기판(401) 상에 형성된 노출된 포지티브 톤 EUV 포토레지스트(402)는 예컨대 tetramethylammonium hydroxide ("TMAH") 등의 액체 현상액에서, 높은 산 농도의 구간(405)을 선택적으로 제거하도록 실온과 실내압에서 약 50초 내지 100초 동안 현상된다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 저복사 노출 구간(406) 및 중간 복사 노출 구간(408)은 제 1 화학제를 사용하는 포토레지스트(402)의 현상 후에 기판(401) 상에 남아있다.
도 4d는 도 4c와 유사한 도면으로, 포토레지스트의 저복사 노출 구간(406)이 제 2 화학제를 사용하여 기판(401)으로부터 선택적으로 제거된 후를 도시한다. 일 실시예에서, 기판(401)으로부터 포지티브 톤 포토레지스트(402)의 구간(406)을 선택적으로 제거하기 위한 제 2 화학제는, 예로서 초임계(supercritical) CO2 용액("sc CO2") 등과 같은 초임계 용액("유체")을 포함한다. 초임계 유체는 기체에 필적하는 높은 확산도, 액체와 같은 밀도 등의 고유의 특성을 가지며 이는 압력 및 온도 조건을 조정함으로써 제어될 수 있다. 일반적으로, 초임계 용액 현상은 포토레지스트를 초임계 유체를 갖는 고압 챔버 내에 배치하는 것을 포함하며, 이때 압력 및 온도는 최상의 성능을 획득하도록 조정된다. 초임계 유체는 현상 프로세스를 향상시키기 위해 다른 재료를 포함할 수도 있다. 예를 들어, sc CO2 용액은 CO2 융화성 염("CCS") 복합체를 포함할 수 있다. CO2 융화성 염 복합체는 예로서 일반식 L3RN+X-의 모든 암모늄염이며, 이때 적어도 하나의 L은 실록산 또는 플루오르알킬기와 같은 CO2 융화성 기를 포함하고, R은 단쇄(short chain)(C6 또는 그 미만) 탄화수소이며, X는 요오드화물, 수산화물 및 카르복시산염의 그룹으로부터 선택된 음이온이다. 일 실시예에서, CCS 복합체는 비대칭 양이온 및 카르복시산염 음이온을 포함하는 L3MeN+C- (A)이다. 예로서 에탄올과 같은 염 외의 재료들이 CO2와 혼합될 수 있다. 일 실시예에서, 기판(401) 상에 포토레지스트(402)를 포함하는 웨이퍼는 (도시되지 않은) 포토레지스트 현상 챔버 내에 배치된다. 포토레지스트 현상 챔버에는 압력이 가해진다. 일반적으로, 챔버 내의 압력을 변화시킴으로써 당업자는 챔버에 진입하는 기체의 유형 및 양을 제어할 수 있다. 예컨대 탄소 이산화물과 같은 기체는 압력 하에서 챔버 내로 진입한다. 현상 프로세스 동안의 화학적 반응을 촉진시키기 위해서, 예컨대 CO2 융화성 염과 같은 다른 재료들이 기체에 추가될 수 있다. 이러한 재료는 챔버 내에 미리 추가되거나 또는 기체와 함께 추가될 수 있다. 일 실시예에서, 기판(401) 상의 포지티브 톤 포토레지스트(402)는 기판(401)으로부터 구간(406)을 제거하기 위해 CO2 융화성 염을 사용하여 초임계 CO2 용액 내에서 현상된다. 일 실시예에서, CO2 융화성 염은 주변 조건에서 기판(401) 상의 포토레지스트(402)를 갖는 웨이퍼가 배치된 챔버에 추가되고, CO2 기체가 예로서 4000psi의 사전결정된 압력 하에서 추가된다. CCS는 초임계 CO2 용액을 형성하도록 사전결정된 압력 하에서 CO2를 추가함에 따라 즉시 분해한다. 일 실시예에서, CO2 내의 CCS의 농도는 약 1 밀리몰("mM") 내지 약 20mM이다. 전형적으로, 초임계 CO2 용액은 구간(406)을 제거하기 위한 포토레지스트(402)의 현상 중에 액체와 같이 활동한다. 사전결정된 시간, 예로서 3분 동안의 포토레지스트(402)의 현상 후에, 초임계 CO2 용액은 다시 CO2 기체가 되도록 가압된다. 챔버는 포토레지스트(402)와 sc CO2 사이의 화학적 상호작용의 부산물을 기판(401)으로부터 제거하도록 순수한 CO2를 사용하여 플러싱된다(flushed). 일 실시예에서, 단결정질 실리콘의 기판(401)으로부터 구간(406)을 제거하도록 CO2 융화성 염을 사용하여 초임계 CO2 용액 내에서 포지티브 톤 포토레지스트(402)를 현상하는 것은 챔버 내의 압력이 대략 2000psi 내지 8000psi의 범위이고 온도가 대략 40℃ 내지 100℃의 범위일 때 수행된다. 현상 시간은 약 1분 내지 약 10분일 수 있다. 다른 실시예에서, 단결정질 실리콘의 기판(401)으로부터 구간(406)을 제거하도록 CO2 융화성 염을 사용하여 초임계 CO2 용액 내에서 포지티브 톤 포토레지스트(402)를 현상하는 것은 챔버 내의 압력이 대략 4000psi이고 온도는 약 50℃일 때 약 3분 동안 수행된다.
다른 실시예에서, 네거티브 톤 포토레지스트(402)의 고노출 구간(405)을 제거하기 위한 제 1 화학제는 sc CO2 용액을 포함한다. CO2 융화성 염을 포함하는 sc CO2 용액은 포지티브 톤 포토레지스트와 관련하여 전술된 것과 유사한 방식으로 네 거티브 톤 포토레지스트에 적용될 수 있다. 다른 실시예에서, 네거티브 톤 포토레지스트(402)의 저노출 구간(406)을 선택적으로 제거하기 위한 제 2 화학제는 예로서 알칼리, 아민과 같은 염기를 포함한다. 다른 실시예에서, 네거티브 톤 포토레지스트(402)의 저노출 구간(406)을 제거하기 위한 제 2 화학제는 TMAH를 포함한다. 네거티브 톤 포토레지스트의 저노출 구간을 현상하는 것은 마이크로전자 디바이스 제조 분야의 당업자에게 알려져 있다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 고노출 포토레지스트 구간 및 저노출 포토레지스트 구간이 선택적으로 제거되어, 중간 노출의 포토레지스트 구간(407)만이 기판(401) 상에 남아있게 된다.
각각의 마스크 피처의 이미지가 저광도로부터 고광도로 이동하는 두 개의 과도 구간을 포함하기 때문에, 결과적인 레지스트 패턴은 마스크 패턴의 피처 개수의 두 배를 가질 것이다. 도 4d에 도시된 바와 같이, 마스크(403)의 불투명 피처(410) 및 투명한 구간(404) 사이에서 진동하는 하나의 광도마다 두 개의 포토레지스트 피처(구간(407))가 생성된다.
구간(407) 사이의 피치(412)는 도 4d에 도시된 바와 같이 마스크(403)의 피처(410) 사이의 피치(409)보다 적어도 두 배 더 작다. 일 실시예에서, 중간 광도의 구간(407) 사이의 피치(412)는 대략 5nm 내지 30nm의 범위에 존재한다. 도 4c 및 4d와 관련하여 전술된 바와 같이, 제 1 화학제를 사용하여 고복사 노출 구간(405)을 선택적으로 제거하고 제 2 화학제를 사용하여 저복사 노출 구간(406)을 선택적으로 제거하는 두 개의 현상 프로세스의 순서는 결과적인 패턴을 변화시키지 않은 채 교환될 수 있다. 일 실시예에서, 고복사 노출 부분(405)은 기판(401)으로부터 저복사 노출 구간(406)을 제거하기 이전에 기판(401)으로부터 선택적으로 제거된다. 다른 실시예에서, 고복사 노출 구간(405)은 기판(401)으로부터 저복사 노출 구간(406)이 제거된 후에 기판(401)으로부터 선택적으로 제거된다.
도 5a-5b는 다양한 크기를 갖는 패턴 피처를 형성하는 일 실시예를 도시한다. 도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따라 중간 전송 피처를 갖는 마스크를 사용하여 기판 상의 포토레지스트에 대해 중간 광도를 사용하여 이미지를 형성하는 것을 도시한다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 마스크(503)는 불투명 피처(504), 투명한 구간(505) 및 투명한 구간들(505) 사이의 중간 전송 피처(506)를 포함한다. 마스크(503) 및 리소그래피 시스템의 복사(520)에 의해 기판(501) 상의 포토레지스트(502)에서 생성된 복사 노출의 프로파일(510)이 도 5a에 도시되었다. 고복사 노출에 상응하는 투명한 구간(505)에 상응하는 포지티브 톤 포토레지스트(502)의 구간(507)은 도 5a에 도시된 바와 같이 제 1 문턱값(512)보다 높은 산 농도 및/또는 비보호된 폴리머의 화학적 농도를 갖는다. 저복사 노출을 갖는 불투명 피처(504)에 상응하는 포지티브 톤 포토레지스트(502)의 구간(508)은 도 5a에 도시된 바와 같이, 제 2 문턱값(511)보다 낮은 산 농도 및/또는 비보호된 폴리머의 화학적 농도를 갖는다. 불투명 피처(504)의 에지에 상응하는 포토레지스트의 구간(509) 및 중간 전송 피처(506)에 상응하는 포토레지스트(502)의 구간(513)은 중간 복사 노출을 갖고 도 5a에 도시된 바와 같이 제 1 문턱값(512)과 제 2 문턱값(511) 사이의 산 농도 및/또는 비보호된 폴리머의 화학적 농도를 갖는다. 제 1 문턱값(512) 및 제 2 문턱값(511)은 도 3 및 4와 관련하여 기술되었다.
일 실시예에서, 중간 전송 마스크 피처(506)는 구간(513)의 복사 노출이 입사 복사(520)의 약 0.15 내지 약 0.5에 존재하도록, 입사 복사(520)의 일부분만을 전달하는 재료를 포함한다. 이러한 재료는 마이크로전자 디바이스 제조 분야의 당업자에게 알려져 있다. 일 실시예에서, 고복사 노출 포토레지스트 구간(507)은 입사 복사(520)의 약 0.5 이상을 수신하고, 저복사 노출의 포토레지스트 구간(508)은 입사 복사(520)의 약 0.15 미만을 수신하며, 중간 복사 노출의 포토레지스트 구간(509, 513)은 입사 복사(520)의 약 0.15 내지 0.5 사이를 수신한다. 다음으로, 노출된 포토레지스트(502)는 도 3-4와 관련하여 기술된 바와 같이 광-유도된 화학적 변화를 강화하기 위해 베이킹된다.
도 5b는 도 5a와 유사한 도면으로, 도 3 및 4와 관련하여 기술된 바와 같이 제 1 화학제를 사용하여 기판(501)으로부터 고복사 노출에 노출된 포토레지스트 구간(507)을 선택적으로 제거하고, 제 2 화학제를 사용하여 기판(501)으로부터 저복사 노출에 노출된 포토레지스트 구간(508)을 선택적으로 제거한 후를 도시한다. 도 5b에 도시된 것처럼, 패턴 피처는 도 3 및 4와 관련하여 전술된 바와 같이 마스크 피처(504)의 에지에서의 복사의 회절에 의해 중간 복사 노출 구간(509)으로서 기판(501) 상에 형성되며, 큰 피처는 중간 전송 마스크 피처(506)에 의해 생성된 중간 복사 노출 구간(513)으로서 기판(501) 상에 형성된다. 이에 따라, 다양한 크기를 갖는 레지스트 피처가 기판(501) 상에 패터닝될 수 있다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 구간(509) 사이의 피치(514)는 피처(504) 사이의 피치(516)보다 적어도 두 배 더 작다. 일 실시예에서, 피치(514)는 약 20nm 내지 약 80nm 사이에 존재한다. 일 실시예에서, 구간(513)의 크기(517)는 마스크(503)의 중간 전송 구간(506)의 크기(519)를 변화시킴으로써 조절된다. 일 실시예에서, 구간(509)의 크기(518)는 30nm보다 작고, 구간(513)의 크기(517)는 적어도 40nm이다.
마이크로전자 디바이스 제조 분야의 당업자는 도 5a-5b와 관련하여 기술된 방법이, 도 4와 관련하여 전술된 바와 같이 제 1 화학제 및 제 2 화학제를 사용하여 네거티브 톤 포토레지스트에서도 유사한 방식으로 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
도 6a-6b는 다양한 크기를 갖는 패턴 피처를 형성하는 다른 실시예를 도시한다. 도 6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중간 전송 피처를 갖는 마스크를 사용하여 기판 상의 포토레지스트에 중간 광도를 사용하여 이미지를 형성하는 것을 도시한다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 마스크(603)는 불투명 피처(604), 투명한 구간(605) 및 불투명 피처들(604) 사이의 중간 전송 영역(606)을 구비한다. 리소그래피 시스템의 마스크(603) 및 복사(620)에 의해 기판(601) 상의 포토레지스트(602) 내에 생성된 복사 노출의 프로파일(610) 및 산 농도가 도 6a에 도시되었다. 고복사 노출에 상응하는 투명한 구간(605)에 상응하는 포지티브 톤 포토레지스트(602)의 구간(607)은 도 6a에 도시된 바와 같이 제 1 문턱값(612)보다 높은 산 농도 및/또는 비보호된 폴리머의 화학적 농도를 갖는다. 저복사 노출을 갖는 불투명 피처(604)에 상응하는 포지티브 톤 포토레지스트(602)의 구간(608)은 도 6a에 도시된 바와 같이 제 2 산 농도 문턱값(611)보다 낮은 산 농도 및/또는 비보호된 폴리머의 화학적 농도를 갖는다. 불투명 피처(604)의 에지에 상응하는 포지티브 톤 포토레지스트(602)의 구간(609) 및 중간 전송 피처(606)에 상응하는 포토레지스트(602)의 구간(613)은 중간 복사 노출을 갖고 도 6a에 도시된 바와 같이 제 1 문턱값(612)과 제 2 문턱값(611) 사이의 산 농도 및/또는 비보호된 폴리머의 화학적 농도를 갖는다. 제 1 및 제 2 문턱값(612, 611)은 도 3 및 4와 관련하여 기술되었다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 중간 복사 노출은 에지 마스크 피처(604)에서 복사(620)의 회절에 의해 구간(609)에 생성되고 중간 전송 마스크 피처(606)에 의해 구간(613) 내에 생성된다. 일 실시예에서, 중간 전송 마스크 피처(606)는 입사 복사(620)의 오직 한 구간만을 전송하여 구간(613)의 복사 노출이 입사 복사(620)의 약 0.15 내지 약 0.5 이도록 한다. 이러한 재료는 마이크로전자 디바이스 제조 분야의 당업자에게 알려져 있다. 일 실시예에서, 고복사 노출 포토레지스트 구간(607)은 입사 복사(620)의 약 0.5 이상을 수신하고, 저복사 노출 포토레지스트 구간(608)은 입사 복사(620)의 0.15 미만을 수신하며, 중간 복사 노출의 포토레지스트 구간(609, 613)은 입사 복사(620)의 약 0.15 내지 약 0.5를 수신한다. 다음으로, 노출된 포토레지스트(602)는 도 3-4와 관련하여 전술된 바와 같이 광-유도된 화학적 변화를 향상시키도록 베이킹된다.
도 6b는 도 3 및 4와 관련하여 기술된 바와 같이, 제 1 화학제를 사용하여 기판(601)으로부터 고복사 노출에 노출된 포토레지스트 구간(607)을 선택적으로 제어하고 제 2 화학제를 사용하여 기판(601)으로부터 저복사 노출에 노출된 포토레지스트 구간(608)을 선택적으로 제거한 후의, 도 6a와 유사한 도면이다. 도 6b에 도 시된 바와 같이, 패턴 피처는 도 3 및 4와 관련하여 전술된 바와 같이 마스크 피처(604)의 에지에서의 복사의 회절에 의해 중간 복사 노출 구간(609)으로부터 기판(601) 상에 형성되며, 큰 피처가 중간 전송 마스크 피처(606)에 의해 생성된 중간 복사 노출 구간(613)으로부터 기판(601) 상에 형성된다. 이에 따라, 다양한 크기를 갖는 레지스트 피처가 기판(601) 상에 패터닝될 수 있다. 구간(613)의 크기(617)는 마스크(603)의 중간 전송 구간(606)의 크기(619)를 변화시킴으로써 조절된다. 일 실시예에서, 구간(609)의 크기(618)는 30nm보다 작고, 구간(613)의 크기(617)는 적어도 40nm이다.
마이크로전자 디바이스 제조 분야의 당업자는 도 6a-6b와 관련하여 기술된 방법이 도 4와 관련하여 전술된 바와 같이 제 1 화학제 및 제 2 화학제를 사용하여 네거티브 톤 포토레지스트에서 유사한 방식으로 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
도 7a-7b는 다양한 크기를 갖는 패턴 피처를 형성하는 다른 실시예를 도시한다. 도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따라 기판 상의 포토레지스트에 중간 광도를 사용하여 이미지를 형성하는 것을 도시한다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 마스크(703)는 불투명 피처(704), 투명한 구간(705) 및 투명한 구간(705) 사이에 배치된 불투명 피처(706)를 구비한다. 불투명 피처(706)는 충분히 작은 폭(717)을 가짐으로써 피처(706)의 에지로부터의 복사(720)의 회절에 의한 포토레지스트(702)의 구간(713)에 대한 중간 복사 노출을 제공한다. 리소그래피 시스템의 마스크(703) 및 복사(720)에 의해 기판(701) 상의 포토레지스트(702) 내에 생성된 비보호된 폴리머의 산 농도 및/또는 화학적 농도와 복사 노출의 프로파일(710)이 도 7a에 도시 되었다. 고복사 노출을 수신하는 투명한 구간(705)에 상응하는 포지티브 톤 포토레지스트(702)의 구간(707)은 도 7a에 도시된 바와 같이 제 1 문턱값(712)보다 높은 비보호된 폴리머의 산 농도 및/또는 화학적 농도를 갖는다. 저복사 노출을 수신하는 불투명 피처(704)에 상응하는 포토레지스트(702)의 구간(708)은 도 7a에 도시된 바와 같이 제 2 산 농도 문턱값(711)보다 낮은 산 농도 및/또는 비보호된 폴리머의 화학적 농도를 갖는다. 불투명 피처(704)의 에지에 상응하는 포토레지스트(702)의 구간(709) 및 불투명 피처(707)에 상응하는 포토레지스트(702)의 구간(713)은 중간 복사 노출을 갖고 도 7a에 도시된 바와 같이 제 1 문턱값(712)과 제 2 농도 문턱값(711) 사이의 산 농도 및/또는 비보호된 폴리머의 화학적 농도를 갖는다. 제 1 및 제 2 문턱값(712, 711)은 도 3 및 4와 관련하여 기술되었다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 중간 복사 노출은 에지 마스크 피처(704)와 마스크 피처(706)의 에지에서 복사(720)의 회절에 의해 구간(709, 713)에 각각 생성된다. 일 실시예에서, 고복사 노출 포토레지스트 구간(707)은 입사 복사(720)의 약 0.5 이상을 수신하고, 저복사 노출 포토레지스트 구간(708)은 입사 복사(720)의 0.15 미만을 수신하며, 중간 복사 노출의 포토레지스트 구간(709, 713)은 입사 복사(720)의 약 0.15 내지 약 0.5를 수신한다. 다음으로, 노출된 포토레지스트(702)는 도 3-4와 관련하여 전술된 바와 같이 광-유도된 화학적 변화를 향상시키도록 베이킹된다.
도 7b는 도 3 및 4와 관련하여 기술된 바와 같이, 제 1 화학제를 사용하여 기판(701)으로부터 고복사 노출에 노출된 포토레지스트 구간(707)을 선택적으로 제어하고 제 2 화학제를 사용하여 기판(701)으로부터 저복사 노출에 노출된 포토레지 스트 구간(708)을 선택적으로 제거한 후의, 도 7a와 유사한 도면이다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 패턴 피처는 마스크 피처(704, 706)의 에지에서의 복사의 회절에 의해 중간 복사 노출 구간(709, 713)으로부터 기판(701) 상에 각각 형성된다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 구간(709) 사이의 피치(714)는 피처(704) 사이의 피치(716)보다 적어도 두 배 더 작다. 일 실시예에서, 피치(714)는 약 20nm 내지 약 80nm이다. 일 실시예에서, 구간(713)의 크기(718)는 불투명 구간(706)의 크기(717)를 변화시킴으로써 조절된다.
마이크로전자 디바이스 제조 분야의 당업자는 도 7a-7b와 관련하여 기술된 방법이 도 4와 관련하여 전술된 바와 같이 제 1 화학제 및 제 2 화학제를 사용하여 네거티브 톤 포토레지스트에서 유사한 방식으로 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
도 8a-8b는 다양한 크기를 갖는 패턴 피처를 형성하는 다른 실시예를 도시한다. 도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따라 기판 상의 포토레지스트에 중간 광도를 사용하여 이미지를 형성하는 것을 도시한다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 마스크(803)는 불투명 피처(804), 투명한 구간(805) 및 불투명 구간(804) 사이에 배치된 투명한 피처(806)를 구비한다. 투명한 피처(806)는 충분히 작은 폭(817)을 가짐으로써 피처(806)의 에지로부터의 복사(820)의 회절에 의한 포토레지스트(802)의 구간(813)에 대한 중간 복사 노출을 제공한다. 리소그래피 시스템의 마스크(803) 및 복사(820)에 의해 기판(801) 상의 포토레지스트(802) 내에 생성된 산 농도 및/또는 비보호된 폴리머의 화학적 농도와 복사 노출의 프로파일(810)이 도 8a에 도시되었다. 고복사 노출을 수신하는 투명한 구간(805)에 상응하는 포지티브 톤 포토레 지스트(802)의 구간(807)은 도 8a에 도시된 바와 같이 제 1 문턱값(812)보다 높은 산 농도 및/또는 비보호된 폴리머의 화학적 농도를 갖는다. 저복사 노출을 수신하는 불투명 피처(804)에 상응하는 포토레지스트(802)의 구간(808)은 도 8a에 도시된 바와 같이 제 2 산 농도 문턱값(811)보다 낮은 산 농도 및/또는 비보호된 폴리머의 화학적 농도를 갖는다. 불투명 피처(804)의 에지에 상응하는 포토레지스트(802)의 구간(809) 및 투명한 피처(806)에 상응하는 포토레지스트(802)의 구간(813)은 중간 복사 노출을 갖고 도 8a에 도시된 바와 같이 제 1 문턱값(812)과 제 2 문턱값(811) 사이의 산 농도 및/또는 비보호된 폴리머의 화학적 농도를 갖는다. 제 1 및 제 2 문턱값(812, 811)은 도 3 및 4와 관련하여 기술되었다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 중간 복사 노출은 에지 마스크 피처(804)와 마스크 피처(806)의 에지에서 복사(820)의 회절에 의해 구간(809, 813)에 각각 생성된다. 일 실시예에서, 고복사 노출 포토레지스트 구간(807)은 입사 복사(820)의 약 0.5 이상을 수신하고, 저복사 노출 포토레지스트 구간(808)은 입사 복사(820)의 0.15 미만을 수신하며, 중간 복사 노출의 포토레지스트 구간(809, 813)은 입사 복사(820)의 약 0.15 내지 약 0.5를 수신한다. 다음으로, 노출된 포토레지스트(802)는 도 3-4와 관련하여 전술된 바와 같이 광-유도된 화학적 변화를 향상시키도록 베이킹된다.
도 8b는 도 3 및 4와 관련하여 기술된 바와 같이, 제 1 화학제를 사용하여 기판(801)으로부터 고복사 노출에 노출된 포토레지스트 구간(807)을 선택적으로 제어하고 제 2 화학제를 사용하여 기판(801)으로부터 저복사 노출에 노출된 포토레지스트 구간(808)을 선택적으로 제거한 후의, 도 8a와 유사한 도면이다. 도 8b에 도 시된 바와 같이, 패턴 피처는 마스크 피처(804, 806)의 에지에서의 복사의 회절에 의해 중간 복사 노출 구간(809, 813)으로부터 기판(801) 상에 각각 형성된다. 구간(813)의 크기는 투명한 피처(806)의 크기(817)를 변화시킴으로써 조절될 수 있다.
마이크로전자 디바이스 제조 분야의 당업자는 도 78-8b와 관련하여 기술된 방법이 도 4와 관련하여 전술된 바와 같이 제 1 화학제 및 제 2 화학제를 사용하여 네거티브 톤 포토레지스트에서 유사한 방식으로 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
도 9a-9e는 잔여 포토레지스트 구간을 제거하도록 현상 프로세스에 앞서 제 2 레지스트 노출을 사용하는 방법의 일 실시예를 도시한다. 도 9a는 도 3-7와 관련하여 기술된 바와 같이, (도시되지 않은) 기판 상에 증착된 포토레지스트(902)의 일 실시예의 평면도를 도시한다. 도 9b는 도 3-7와 관련하여 전술된 바와 같이, 포토레지스트(902) 위에 배치된 마스크(901)를 도시하는, 도 9a와 유사한 도면이다. 포토레지스트(902)는 불투명 피처(904) 및 투명한 구간(903)을 포함하는 마스크(901)를 사용하여 (도시되지 않은) 복사에 노출됨으로써, 도 3-7과 관련하여 전술된 바와 같은 고복사 노출 구간, 저복사 노출 구간 및 중간 복사 노출 구간을 생성한다.
도 9c는 마스크(901)를 사용하여 포토레지스트(902)를 복사에 노출시킨 후의, 도 9b와 유사한 도면을 도시한다. 도 9c에 도시된 바와 같이, 포토레지스트(902)는 중간 복사 노출 구간(905)을 구비한다. 도 9c에 도시된 바와 같이, 중간 복사 노출 구간(905)은 긴 중간 복사 노출 구간(914)(패턴 피처)의 에지에 위치된 원치않는 잔여의 중간 복사 노출 포토레지스트 구간(913)을 포함한다. 구간(913)은 마스크(901)의 피처(904)의 에지에서의 복사의 회절로부터 발생한다.
도 9d는 다른 마스크(906)를 통과한 추가적인 복사에 잔여의 중간 복사 노출 구간(913)의 노출을 도시한, 도 9c와 유사한 도면이다. 마스크(906)는 잔여 구간(913)을 추가적인 복사에 노출시키도록 투명한 피처(907)를 구비한다. 잔여 부분(913)을 투명한 피처(907)를 통과한 추가적인 복사에 노출시키는 것은, 구간(913)을 도 3-7과 관련하여 전술된 바와 같이 상위 산 농도 문턱값보다 높은 산 농도를 갖는 고복사 노출 구간으로 변환시킨다. 마스크(901, 906)를 사용하여 포토레지스트(902)를 복사에 노출시킨 후에, 포토레지스트(902)는 도 3-4과 관련하여 전술된 바와 같이 광-유도된 화학적 변화를 향상시키도록 베이킹된다.
도 9e는 도 3-4과 관련하여 전술된 바와 같이, 제 1 화학제를 사용하여 고복사 노출의 포토레지스트 구간을 선택적으로 제거하고, 제 2 화학제를 사용하여 저복사 노출의 포토레지스트 구간을 선택적으로 제거하는 한편 중간 복사 노출 구간을 기판 상에 그대로 남겨둔 후의, 도 9d와 유사한 도면을 도시한다. 도 9e에 도시된 바와 같이, 중간 복사 노출 구간(914)으로부터 형성된 피치(910)를 갖는 패턴이 기판(920) 상에 남게 된다. 패턴 피치(910)는 도 9b 및 9e에서 도시된 바와 같이 마스크 피처(904) 사이의 피치(911)보다 적어도 두 배 더 작다.
전술된 설명에서, 본 발명은 자신의 특정한 실시예를 참조로 하여 기술되었다. 그러나 아래의 특허청구범위에서 설정되는 바와 같은 본 발명의 보다 넓은 사상 및 범주로부터 벗어나지 않는 한 전술된 설명에 대해 다양한 변화가 가능함은 명백하다. 따라서 본 명세서 및 도면은 제한적이기 보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

Claims (20)

  1. 하나 이상의 제 1 포토레지스트 구간, 하나 이상의 제 2 포토레지스트 구간 및 하나 이상의 제 3 포토레지스트 구간을 형성하기 위해, 기판 상에 형성된 포토레지스트를 마스크를 사용하여 복사(radiation)에 노출시키는 단계와,
    제 1 화학제를 사용하여 상기 기판으로부터 상기 하나 이상의 제 1 포토레지스트 구간을 제거하는 단계와,
    제 2 화학제를 사용하여 상기 기판으로부터 상기 하나 이상의 제 2 포토레지스트 구간을 제거하는 단계를 포함하는
    마이크로전자 기판 상의 패턴 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 포토레지스트 구간 및 상기 제 2 포토레지스트 구간을 제거하는 동안 상기 제 3 포토레지스트 구간은 상기 기판 상에 남아있는
    마이크로전자 기판 상의 패턴 형성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 화학제는 염기(a base)를 포함하는
    마이크로전자 기판 상의 패턴 형성 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 화학제는 초임계 용액(supercritical solution)을 포함하는
    마이크로전자 기판 상의 패턴 형성 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 포지티브 톤(positive tone) 포토레지스트인
    마이크로전자 기판 상의 패턴 형성 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 네거티브 톤(negative tone) 포토레지스트인
    마이크로전자 기판 상의 패턴 형성 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 포토레지스트 구간은 상기 복사의 적어도 50%에 노출되고,
    상기 제 2 포토레지스트 구간은 상기 복사의 15% 미만에 노출되며,
    상기 제 3 포토레지스트 구간은 상기 복사의 15% 내지 50%에 노출되는
    마이크로전자 기판 상의 패턴 형성 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 포토레지스트 구간은 상위 산 농도 문턱값(an upper acid concentration threshold)보다 높은 산 농도를 갖고,
    상기 제 2 포토레지스트 구간은 하위 산 농도 문턱값(a lower acid concentration threshold)보다 낮은 산 농도를 가지며,
    상기 제 3 포토레지스트 구간은 상기 상위 산 농도 문턱값과 상기 하위 산 농도 문턱값 사이의 산 농도를 가지는
    마이크로전자 기판 상의 패턴 형성 방법.
  9. 패턴 피처(pattern features)를 배로 증가시키는 방법으로서,
    고복사 노출을 갖는 제 1 포토레지스트 구간, 저복사 노출을 갖는 제 2 포토레지스트 구간 및 중간 복사 노출을 갖는 제 3 포토레지스트 구간을 형성하도록, 기판 상에 형성된 포토레지스트를 제 1 피처 및 중간 전송 영역을 구비하는 제 1 마스크를 통과한 제 1 복사에 노출시키는 단계와,
    제 1 화학제를 사용하여 상기 기판으로부터 상기 제 1 포토레지스트 구간을 제거하는 단계와,
    제 2 화학제를 사용하여 상기 기판으로부터 상기 제 2 포토레지스트 구간을 제거하는 한편 제 3 포토레지스트 구간을 상기 기판 상에 남겨두어 제 1 피처를 갖는 제 1 패턴을 형성하는 단계를 포함하는
    패턴 피처를 배로 증가시키는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 피처의 양은 상기 제 1 피처의 양보다 적어도 2배 이상 더 많은
    패턴 피처를 배로 증가시키는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 화학제는 염기를 포함하는
    패턴 피처를 배로 증가시키는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 화학제는 초임계 용액을 포함하는
    패턴 피처를 배로 증가시키는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 중간 전송 영역의 제 2 크기를 조절함으로써 적어도 하나의 상기 제 3 구간의 제 1 크기를 조절하는 단계를 더 포함하는
    패턴 피처를 배로 증가시키는 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    제 2 마스크를 통과한 제 2 복사에 포토레지스트를 노출시킴으로써 상기 포토레지스트 내에 제 2 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는
    패턴 피처를 배로 증가시키는 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 포지티브 톤 포토레지스트인
    패턴 피처를 배로 증가시키는 방법.
  16. 패턴 피치(a pattern pitch)를 감소시키는 방법으로서,
    제 1 산 농도를 갖는 하나 이상의 제 1 포토레지스트 구간, 제 2 산 농도를 갖는 하나 이상의 제 2 포토레지스트 구간 및 제 3 산 농도를 갖는 하나 이상의 제 3 포토레지스트 구간을 형성하기 위해, 기판 상의 포토레지스트를 마스크를 사용하여 복사에 노출시키는 단계와,
    제 1 화학제를 사용하여 상기 포토레지스트를 현상함으로써 상기 제 1 포토레지스트 구간을 선택적으로 제거하는 단계와,
    제 2 화학제를 사용하여 상기 포토레지스트를 현상함으로써 상기 제 2 포토레지스트 구간을 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는
    패턴 피치를 감소시키는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 산 농도는 상위 산 농도 문턱값보다 높고,
    상기 제 2 산 농도는 하위 산 농도 문턱값보다 낮으며,
    상기 제 3 산 농도는 상기 상위 산 농도 문턱값과 상기 하위 산 농도 문턱값 사이인
    패턴 피치를 감소시키는 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 포토레지스트 구간은 상기 복사의 적어도 50%에 노출되고,
    상기 제 2 포토레지스트 구간은 상기 복사의 15% 미만에 노출되며,
    상기 제 3 포토레지스트 구간은 상기 복사의 15% 내지 50%에 노출되는
    패턴 피치를 감소시키는 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 화학제는 염기를 포함하는
    패턴 피치를 감소시키는 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 화학제는 초임계 용액을 포함하는
    패턴 피치를 감소시키는 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10399373B2 (en) 2013-07-07 2019-09-03 Stik Out Cards, Llc Two-sided hinged repositionable note

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9626511B2 (en) * 2008-08-26 2017-04-18 Symantec Corporation Agentless enforcement of application management through virtualized block I/O redirection
US20100055624A1 (en) * 2008-08-26 2010-03-04 Tokyo Electron Limited Method of patterning a substrate using dual tone development
US8257911B2 (en) * 2008-08-26 2012-09-04 Tokyo Electron Limited Method of process optimization for dual tone development
US8129080B2 (en) * 2008-09-19 2012-03-06 Tokyo Electron Limited Variable resist protecting groups
US8197996B2 (en) * 2008-09-19 2012-06-12 Tokyo Electron Limited Dual tone development processes
US8568964B2 (en) * 2009-04-27 2013-10-29 Tokyo Electron Limited Flood exposure process for dual tone development in lithographic applications
US8574810B2 (en) * 2009-04-27 2013-11-05 Tokyo Electron Limited Dual tone development with a photo-activated acid enhancement component in lithographic applications
US8900802B2 (en) 2013-02-23 2014-12-02 International Business Machines Corporation Positive tone organic solvent developed chemically amplified resist
JP2015082046A (ja) * 2013-10-23 2015-04-27 富士フイルム株式会社 パターン形成方法、電子デバイスの製造方法、及び、電子デバイス
KR20150122516A (ko) * 2014-04-23 2015-11-02 삼성전자주식회사 이중톤 현상 공정을 이용한 패턴 형성 방법
CN115915924A (zh) * 2014-06-27 2023-04-04 英特尔公司 去耦电容器和布置
JP6236481B2 (ja) * 2016-02-17 2017-11-22 東京エレクトロン株式会社 パターン形成方法
CN115508949B (zh) * 2022-11-09 2024-01-30 山东师范大学 一种基于连续域中束缚态机制的非线性光波导的制备方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4568631A (en) * 1984-04-30 1986-02-04 International Business Machines Corporation Process for delineating photoresist lines at pattern edges only using image reversal composition with diazoquinone
JP2641362B2 (ja) * 1991-02-27 1997-08-13 エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション リソグラフィー方法および位相シフトマスクの作製方法
JP3104284B2 (ja) * 1991-05-20 2000-10-30 株式会社日立製作所 パターン形成方法
JP3359420B2 (ja) * 1993-07-09 2002-12-24 シャープ株式会社 レジストパターン形成方法
US5688628A (en) * 1993-11-11 1997-11-18 Nippon Zeon Co., Ltd. Resist composition
JPH07261406A (ja) * 1994-03-25 1995-10-13 Fujitsu Ltd レジストパターンの形成方法
JP3288884B2 (ja) * 1995-03-13 2002-06-04 株式会社東芝 レジストパターン形成方法
US5753417A (en) * 1996-06-10 1998-05-19 Sharp Microelectronics Technology, Inc. Multiple exposure masking system for forming multi-level resist profiles
JP3135508B2 (ja) 1996-10-22 2001-02-19 キヤノン株式会社 パターン形成方法およびデバイス生産方法
US6218704B1 (en) * 1997-05-07 2001-04-17 International Business Machines Corporation ESD protection structure and method
KR100431314B1 (ko) 1997-06-24 2004-07-30 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의미세패턴형성방법
US5972570A (en) * 1997-07-17 1999-10-26 International Business Machines Corporation Method of photolithographically defining three regions with one mask step and self aligned isolation structure formed thereby
US5981148A (en) * 1997-07-17 1999-11-09 International Business Machines Corporation Method for forming sidewall spacers using frequency doubling hybrid resist and device formed thereby
JPH11112105A (ja) * 1997-10-03 1999-04-23 Hitachi Ltd 半導体レーザ装置の製造方法、及びそれを用いて製造した光モジュール並びに光応用システム
JPH11330384A (ja) * 1998-05-01 1999-11-30 Internatl Business Mach Corp <Ibm> トランジスタ構造及びその製造方法
JP3943741B2 (ja) * 1999-01-07 2007-07-11 株式会社東芝 パターン形成方法
JP3776008B2 (ja) * 2000-07-11 2006-05-17 東京エレクトロン株式会社 露光条件出し方法
US6866971B2 (en) * 2000-09-26 2005-03-15 Synopsys, Inc. Full phase shifting mask in damascene process
JP2003122024A (ja) * 2001-10-19 2003-04-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd パターン形成方法
AU2003255936A1 (en) * 2002-08-30 2004-03-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Lithographic method for small line printing
JP2004146409A (ja) 2002-10-21 2004-05-20 Tdk Corp レジストパターン形成方法
JP3861798B2 (ja) * 2002-11-19 2006-12-20 株式会社日立ハイテクサイエンスシステムズ レジスト現像処理装置とその方法
JP2005005566A (ja) * 2003-06-13 2005-01-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 超臨界現像方法
US7288366B2 (en) * 2003-10-24 2007-10-30 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Method for dual damascene patterning with single exposure using tri-tone phase shift mask
ATE414934T1 (de) * 2004-11-25 2008-12-15 Nxp Bv Lithographisches verfahren
US7407554B2 (en) * 2005-04-12 2008-08-05 International Business Machines Corporation Development or removal of block copolymer or PMMA-b-S-based resist using polar supercritical solvent
US7749662B2 (en) * 2005-10-07 2010-07-06 Globalfoundries Inc. Process margin using discrete assist features

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10399373B2 (en) 2013-07-07 2019-09-03 Stik Out Cards, Llc Two-sided hinged repositionable note
US10933674B2 (en) 2013-07-07 2021-03-02 Stik Out Cards, Llc Two-sided hinged repositionable note
US11390101B2 (en) 2013-07-07 2022-07-19 Stik Out Cards, Llc Two-sided hinged repositionable note

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