KR20100042424A - Method for forming pattern of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자의 패턴 형성 방법에 관한 것으로, 반도체 소자 제조 공정 중 하나인 임프린트 리소그라피(imprint lithography) 공정에서 유발되는 결함(defect)을 개선할 수 있는 반도체 소자의 패턴 형성 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a pattern of a semiconductor device, and more particularly, to a pattern forming method of a semiconductor device capable of improving defects caused by an imprint lithography process, which is one of semiconductor device manufacturing processes.
현재 전자 전기 기술은 21세기 고도 정보 통신 사회의 구현에 발맞추기 위하여 더 많은 용량의 정보를 저장하거나, 더 빠른 정보를 처리 및 전송하거나, 더 간편한 정보 통신망을 구축하기 위하여 빠르게 발전해가고 있다.Today, electronic and electrical technologies are rapidly evolving to store more information, process and transmit information faster, or build a simpler information network to keep pace with the 21st century's high information and communication society.
특히, 반도체 소자는 그 응용 분야가 확장됨에 따라, 전기적 특성의 저하 없이 구성 소자들을 가능한 더욱 작게 구현함과 동시에 신뢰성을 높이기 위한 제조 기술이 계속 개발되고 있다.In particular, as the semiconductor device is expanded in its application field, manufacturing techniques for improving reliability while simultaneously implementing components as small as possible without deteriorating electrical characteristics have been continuously developed.
지금까지 가장 널리 사용되고 있는 미세 구조 제작 기술 중 하나인 포토리소그라피(photo-lithography) 공정은 포토레지스트 박막이 입혀진 반도체 기판상에 집적회로를 정의한 복잡한 패턴을 인쇄하여 형성하는 기술이다. 이때 형성되는 패턴의 크기는 광학적 회절 현상에 의해 제한을 받게 되며, 분해능은 포토레지스트의 두께와 사용 광원의 파장에 의하여 결정된다. 따라서, 구성 소자의 집적도가 높아질수록 미세 패턴을 형성하기 위하여, 단파장 광원을 이용하는 노광 기술이 요구된다. 기존에는 g-line(435㎚), i-line(365㎚) 또는 DUV(Deep Ultraviolet)를 생성하는 KrF 엑시머 레이저(248㎚)를 광원이 사용되었으나, 더욱 미세한 패턴을 형성하기 위하여 ArF 등의 광원이 적용되고 있다. 하지만, 이러한 광원들마저 50㎚ 이하의 초 극미세 패턴을 형성하는데 한계가 있다. Photo-lithography, one of the most widely used microstructure fabrication techniques, is a technique for printing and forming a complex pattern defining an integrated circuit on a semiconductor substrate coated with a photoresist thin film. At this time, the size of the pattern to be formed is limited by the optical diffraction phenomenon, the resolution is determined by the thickness of the photoresist and the wavelength of the light source used. Therefore, in order to form fine patterns as the degree of integration of components increases, an exposure technique using a short wavelength light source is required. Conventionally, a KrF excimer laser (248 nm) that generates g-line (435 nm), i-line (365 nm) or DUV (Deep Ultraviolet) has been used as a light source, but in order to form a finer pattern, a light source such as ArF This is being applied. However, even these light sources have a limit in forming an ultra-fine pattern of 50 nm or less.
최근에는 이러한 광학 리소그라피의 한계를 극복하기 위하여 이른바 차세대 리소그라피('Next-Generation Lithographics'(NGL's))라고 불리는 10∼14㎚ 범위의 파장을 갖는 극자외선(EUV, Extreame Ultraviolet)을 사용하는 EUV 리소그라피(EUVL) 기술, X-ray 리소그라피 기술, Ion-beam Projection 리소그라피 기술 또는 전자빔(Electron-Beam) 리소그라피 기술 등이 제안되고 있다.Recently, EUV lithography using extreme ultraviolet (EUV, Extreame Ultraviolet) with a wavelength in the range of 10-14 nm, called 'Next-Generation Lithographics' (NGL's), is used to overcome the limitations of optical lithography. EUVL), X-ray lithography, Ion-beam Projection lithography, or Electron-Beam lithography.
하지만, 상기 리소그라피 기술들의 경우에도 여전히 나노 소자를 제조하는데 많은 문제가 있다. 예컨대, EUV 광원은 거의 모든 물질에서 강하게 흡수되기 때문에 진공에서 이루어져야 하고, 기존의 굴절형 광학계가 아닌 반사형 광학 시스템을 사용해야 한다. 더욱이, 정사 입사각에서는 EUV의 반사율이 매우 낮기 때문에 반사표면을 DBR(Distributed Bragg Reflect)로 알려진 박막으로 다층 코팅해야 하며, 완벽한 거울이 필요하기 때문에 매우 발달한 연마와 계측기술을 필요로 한다. 또한, EUV 광원을 적용하기 위해서는 이에 적합한 새로운 레지스트와 공정 기술을 필요로 한다. 이에, 상기 EUV 광원은 상용화되기에는 아직 많은 결함이 있다. However, even in the case of the lithography techniques, there are still many problems in manufacturing nanodevices. EUV light sources, for example, are strongly absorbed in almost all materials and must be vacuumed and use reflective optical systems rather than conventional refractive optics. In addition, due to the very low reflectance of EUV at orthogonal angles of incidence, the reflective surface must be multi-layered coated with a thin film known as Distributed Bragg Reflect (DBR), and a perfect mirror is required, requiring very advanced polishing and metrology techniques. In addition, the application of EUV light source requires a new resist and process technology suitable for this. Thus, the EUV light source has many defects yet to be commercialized.
이러한 리소그라피 방법들에 반하여, 프린스턴 대학의 Stephen Chou교수에 의해 제안된 나노 임프린트 리소그라피 방법은 나노 구조물 및 나노 소자를 경제적으로 대량 생산할 수 있는 기술로 각광받고 있다. 상기 나노 임프린트 리소그라피 방법이란, PMMA(Polymethyl-methacrylate) 등의 열가소성 폴리머 등으로 코팅한 기판 표면을 나노 크기의 구조물(100㎚ 이하)을 갖는 스탬프(stamp, 형판(template)이라 칭함)으로 압착하여 수지 표면 위에 스탬프의 패턴을 옮기는 방법이다. 이때, 수지에 각인된 나노구조는 스탬프의 형상과 동일하게 형성되며, 스탬프는 주로 나노 크기의 패턴을 가진 실리콘 또는 실리콘 산화물 등으로 제작된다. 상기 임프린트 리소그라피 방법은 일반적인 ArF 리소그라피 공정 등을 적용한 레지스트 패턴 형성 방법에 비해서 적은 비용으로 대량 생산이 용이하다는 장점을 갖는다.In contrast to these lithography methods, the nanoimprint lithography method proposed by Professor Stephen Chou of Princeton University is in the spotlight as a technology for economically mass-producing nanostructures and nanodevices. The nanoimprint lithography method is obtained by compressing a substrate surface coated with a thermoplastic polymer such as polymethyl-methacrylate (PMMA) with a stamp having a nano-sized structure (100 nm or less) and pressing a resin. This is a method of moving a stamp pattern on a surface. At this time, the nanostructure engraved in the resin is formed in the same shape as the stamp, the stamp is mainly made of silicon or silicon oxide having a nano-sized pattern. The imprint lithography method has an advantage of easy mass production at a low cost compared to a resist pattern formation method using a general ArF lithography process.
상기 나노 임프린트 리소그라피 방법은 도 1a 내지 도 1d를 들어 설명할 수 있다.The nanoimprint lithography method may be described with reference to FIGS. 1A to 1D.
도 1a를 참조하면, 실리콘 웨이퍼(11) 위에 PMMA 등의 열가소성 폴리머를 포함하는 임프린트용 레지스트(13)를 방울 모양으로 도포한다.Referring to FIG. 1A, an imprint resist 13 including a thermoplastic polymer such as PMMA is coated on a
도 1b 및 도 1c를 참조하면, 상기 임프린트용 레지스트(13)를 얻고자 하는 패턴과 유사한 형태의 양각 이미지 구조를 포함하는 형판(15)을 이용하여 압축한 다음, UV로 노광 공정(17)을 실시하여 경화한다.Referring to FIGS. 1B and 1C, the
도 1d를 참조하면, 형판(15)을 웨이퍼로부터 분리시켜, 실리콘 웨이퍼(11) 상에 형판의 양각 이미지와 동일한 레지스트 패턴(19)을 형성한다.Referring to FIG. 1D, the
한편, 상기 임프린트 리소그라피 방법은 상기 형판을 웨이퍼로부터 분리시킬 때, 도 1d에 도시한 바와 같이 미경화 된 임프린트용 레지스트 물질(13-1)이 형판 에 달라붙어 패턴이 불균일하게 형성되는 단점이 있다. 더욱이, 임프린트용 수지 경화 정도를 향상시키기 위하여 고압의 압력을 가할 때, 형판의 내구성이 저하되어 수명이 단축하는 등의 문제가 유발된다. 또한, 상기 임프린트용 레지스트 물질이 달라붙은 형판을 후속 다이(die)에 대한 임프린트 공정에 재사용하는 경우, 후속 다이가 오염될 뿐만 아니라, 형성되는 패턴 크기가 일정하지 않아, 반도체 수율이 저하된다. On the other hand, the imprint lithography method has a disadvantage in that, when the template is separated from the wafer, as shown in FIG. 1D, an uncured resist material for imprint 13-1 adheres to the template, resulting in an uneven pattern. Moreover, when high pressure is applied to improve the degree of curing of the resin for imprint, the durability of the template is lowered, resulting in a problem of shortening the life. In addition, when the template on which the imprint resist material is stuck is reused in the imprint process for subsequent dies, not only the subsequent dies are contaminated, but also the pattern size to be formed is not constant, thereby lowering the semiconductor yield.
이에 본 발명에서는 종래 소정 형상의 구조물이 형성된 형판 면을 임프린트용 레지스트층에 직접 가압하는 방법과 달리, 형판의 표면 에너지를 감소시키기 위하여 형판의 양각(relief) 구조물을 따라 수지층을 형성함으로써, 압착 단계 후에 형판에 임프린트용 레지스트 물질이 흡착되는 것을 방지할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, in the present invention, unlike the method of directly pressing the template surface on which the structure having a predetermined shape is formed directly on the resist layer for imprint, the resin layer is formed along the relief structure of the template in order to reduce the surface energy of the template. It is an object of the present invention to provide a method for preventing the imprint resist material from adsorbing onto the template after the step.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는In the present invention to achieve the above object
형성하고자 하는 복수의 패턴에 대응되는 양각 이미지 구조물을 가지는 형판을 제공하는 단계;Providing a template having an embossed image structure corresponding to a plurality of patterns to be formed;
상기 형판의 양각 이미지 구조물 상에 경화된 수지층을 코팅하는 단계;Coating a cured resin layer on the relief image structure of the template;
반도체 기판상에 임프린트용 레지스트층을 형성하는 단계;Forming a resist layer for imprint on the semiconductor substrate;
상기 임프린트용 레지스트층을 상기 수지층을 포함하는 형판으로 압착하여 경화하는 단계; 및Pressing and curing the imprint resist layer into a template including the resin layer; And
상기 형판을 기판으로부터 분리하여 형판의 구조물에 대응하는 복수의 패턴이 각인된 레지스트층을 형성하는 단계를 포함하는 임프린트 방법을 이용한 반도체 소자의 패턴 형성 방법을 제공한다.A method of forming a pattern of a semiconductor device using an imprint method comprising separating the template from a substrate to form a resist layer in which a plurality of patterns corresponding to the structure of the template are imprinted.
상기 본 발명의 방법에 있어서, 상기 수지층은 불소 중합체 및 용매를 포함하는 조성물을 도포한 후, 열 경화시키는 단계로 코팅한다. In the method of the present invention, the resin layer is coated in a step of thermal curing after applying a composition comprising a fluoropolymer and a solvent.
이때, 상기 불소 중합체는 분자량 1,000∼50,000의 퍼플루오로 아크릴레이트 중합체, 퍼플루오로 시클로펜타디엔 비닐 중합체, 하기 식 1 및 2의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 들 수 있다.In this case, the fluoropolymer may be any one selected from the group consisting of a perfluoro acrylate polymer, a perfluoro cyclopentadiene vinyl polymer having a molecular weight of 1,000 to 50,000, the compound of the following formula (1) and (2).
[화학식 1][Formula 1]
[화학식 2][Formula 2]
상기 식에서, n은 3∼150의 정수이고, m은 3∼158 사이의 정수이며, o는 1∼10 사이의 정수이다. Wherein n is an integer from 3 to 150, m is an integer from 3 to 158, and o is an integer from 1 to 10.
또한, 상기 용매로는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 또는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 등을 사용한다.In addition, propylene glycol monomethyl ether acetate or propylene glycol monomethyl ether is used as the solvent.
상기 수지층은 반도체의 하프-피치(half-pitch)에 따라 적정 두께로 코팅할 수 있는데, 바람직하게는 통상 하프-피치의 2.5배 수준으로 코팅한다. 예를 들면, 16G 플래쉬 반도체 소자의 하프-피치가 40nm일 경우, 수지층 두께는 100nm로 한다. 본 발명의 수지층 두께는 약 600Å∼1,000Å인 것이 바람직하다. 만약, 상기 수지 층 두께가 600Å미만인 경우, 하부 산화막 또는 질화막 등의 물질을 식각할 때 식각 선택비 부족으로 식각 불량이 발생 될 문제점이 있고, 1000Å을 초과하는 경우, 웨이퍼 상에 수지 패턴이 없어야 할 지역에 수지층 잔여물(residue)가 잔류하는 단점이 있다.The resin layer may be coated at an appropriate thickness according to the half-pitch of the semiconductor, and is preferably coated at a level of 2.5 times the normal half-pitch. For example, when the half-pitch of the 16G flash semiconductor device is 40 nm, the resin layer thickness is 100 nm. It is preferable that the resin layer thickness of this invention is about 600 kPa-1,000 kPa. If the thickness of the resin layer is less than 600 μs, there is a problem that an etching failure occurs due to insufficient etching selectivity when etching a material such as a lower oxide film or a nitride film, and if the thickness exceeds 1000 μs, there should be no resin pattern on the wafer. The disadvantage is that resin residues remain in the area.
상기와 같이 본 발명의 사용되는 불소 중합체의 경우, 원자가 무정형(amorphous)으로 비규칙적으로 배열되어 있어 내부 원자의 에너지 상태 및 상호 작용 크기가 위치별로 모두 다르다. 즉, 힘의 균형이 분배되지 않아, 인력이 매우 약하며, 중합체에 내에 불소를 포함하고 있어 중합체의 소수성이 증가하기 때문에 중합체의 표면 에너지가 매우 낮다. 따라서 본 발명의 방법에서와 같이 수지층을 형판 표면에 코팅하는 경우, 후속 임프린트용 레지스트층이 형성된 반도체 기판보다 표면 에너지가 상대적으로 매우 낮아진다.As described above, in the fluoropolymer used in the present invention, the atoms are irregularly arranged in an amorphous state, so that the energy state and the interaction size of the internal atoms are different from location to location. That is, the balance of forces is not distributed, the attraction is very weak, and the surface energy of the polymer is very low because the polymer contains fluorine and the hydrophobicity of the polymer increases. Therefore, when the resin layer is coated on the template surface as in the method of the present invention, the surface energy is relatively lower than that of the semiconductor substrate on which the subsequent imprint resist layer is formed.
또한 본 발명의 방법에 있어서, 상기 임프린트용 레지스트는 아조비스 이소부티로니트릴(AIBN) 또는 벤조일 퍼옥사이드(BPO)와 같은 중합개시제와, 가교제, 아크릴레이트 및 비닐 에테르 화합물로 이루어진 중합체 및 용매를 포함하는 점도 3~7cp의 통상적인 임프린트용 레지스트라면 특별히 제한하지 않는다.In addition, in the method of the present invention, the imprint resist includes a polymerization initiator such as azobis isobutyronitrile (AIBN) or benzoyl peroxide (BPO), a polymer and a solvent consisting of a crosslinking agent, an acrylate and a vinyl ether compound. If it is a normal imprint resist of viscosity 3-7cp, it will not restrict | limit in particular.
이때, 상기 임프린트용 레지스트는 잉크젯 방법을 이용하여 평균 3∼9 pico liter 크기의 방울 형태로 기판상에 형성한다. In this case, the imprint resist is formed on the substrate in the form of droplets having an average size of 3 to 9 pico liters using an inkjet method.
또한 상기 압축 공정은 50~10mJ/cm2의 압력 조건으로 수행되며, 상기 형판 압착 후 경화 단계는 UV 노광 공정 또는 열 공정으로 실시한다. 즉, 형판 전면에 대하여 임프린트용 레지스트의 경화가 완료될 때까지, 100∼300nm의 파장하에서 UV 공정을 실시한다.In addition, the compression process is carried out under a pressure condition of 50 ~ 10mJ / cm 2 , the curing step after the template pressing is carried out by a UV exposure process or a thermal process. That is, the UV process is performed at the wavelength of 100-300 nm until the hardening of the imprinting resist is completed with respect to the whole template.
이때, 상기 레지스트에 대한 압착 공정은 한 장의 형판으로 한 장의 웨이퍼 전면을 압착(stamping)하는 것이 아니고, 단계 & 반복 방식(step & repeat) 방식으로 수십∼수백 번 압착 공정을 실시한다. 즉, 보통 한 장의 웨이퍼로부터는 수백 개의 칩(chip)을 생산하지만, 한 장의 형판(template)은 수 개의 칩 구조로 구성된다. 만약, 스핀 코팅 방법으로 웨이퍼 전면에 레지스트를 코팅한 후에 형판으로 수십∼수백 번 압착하는 공정을 실시한다면, 초기에 압착된 패턴을 형성하지만, 나중에 압착되는 칩은 레지스트가 말라서 굳어버리기 때문에 압착되지 않아 패턴이 형성되지 않는다. 따라서 본 발명에서는 압착하기 직전에 매 칩마다 레지스트 방울을 분사한 다음, 압착 공정을 실시하기 때문에 레지스트가 마르는 문제를 방지할 수 있다. 즉, 상기 레지스트 압착 및 경화 단계는 레지스트 방울을 분사하고, 형판을 압착한 다음, 노광하여 레지스트를 경화시키고, 형판을 탈착하는 것을 하나의 단계로 구성하며, 이를 수십∼수백 번 반복하는 방법으로 상기 압착 및 경화 공정을 실시한다.At this time, the pressing process for the resist is not pressing the entire surface of one wafer with a single template, but the pressing process is performed several times to several hundred times by a step & repeat method. In other words, one wafer typically produces hundreds of chips, but one template consists of several chip structures. If spin coating is applied to the entire surface of the wafer after the resist is coated, the mold is pressed tens to hundreds of times, but the first compressed pattern is formed, but the chips that are later compressed are not compressed because the resist dries and hardens. No pattern is formed. Therefore, in the present invention, since the resist droplets are sprayed every chip just before pressing, the pressing process is performed to prevent the resist from drying out. In other words, the resist pressing and curing step comprises spraying a resist droplet, compressing a template, and then exposing it to cure the resist and detaching the template in one step, and repeating the process by several tens to hundreds of times. Perform compression and curing processes.
전술한 바와 같이, 본 발명의 방법에서는 형판 구조 표면에 수지층을 코팅하여, 반도체 기판보다 표면 에너지를 저하함으로써, 상기 형판을 탈착 공정 시에 레지스트 물질이 달라붙는 종래 단점을 방지할 수 있다. 따라서, 균일한 크기의 패턴을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 연속적으로 실시하는 후속 임프린트 공정 시에 후속 다이가 오염되는 것을 방지할 수 있어, 반도체 소자 공정의 신뢰도 및 생산 수 율을 높일 수 있다.As described above, in the method of the present invention, by coating a resin layer on the surface of the template structure to lower the surface energy than the semiconductor substrate, it is possible to prevent the conventional disadvantage that the resist material adheres to the template during the desorption process. Therefore, not only a pattern having a uniform size can be formed, but also a subsequent die can be prevented from being contaminated during subsequent imprint processes that are continuously performed, thereby increasing the reliability and production yield of the semiconductor device process.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 일정한 크기의 레지스트 패턴을 대량으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 형판 구조물 표면 및 후속 다이가 오염되는 것을 방지할 수 있으므로, 공정의 신뢰도를 높일 수 있다. As described above, not only can the resist pattern of a certain size be formed in a large amount by the method of the present invention, but also the contamination of the surface of the template structure and the subsequent die can be prevented, thereby increasing the reliability of the process.
이하 본 발명을 첨부 도면 2a 내지 2d를 이용하여 상세히 설명한다. 단, 상기 도면은 본 발명의 방법 중에서 가장 바람직한 방법을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 방법에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings 2a to 2d. However, the drawings are only to illustrate the most preferred method of the method of the present invention, the present invention is not limited by the following method.
먼저, 도 2a를 참조하면, 실리콘 웨이퍼(111) 상에 방울 모양의 임프린트용 레지스트층(113)을 형성한다.First, referring to FIG. 2A, a droplet-shaped imprint resist
이때, 상기 임프린트용 레지스트(113)는 가교제, 아크릴레이트 및 비닐 에테르 화합물로 이루어진 중합체, 중합개시제 및 용매를 포함하는, 점도 3~7cp의 임프린트용 레지스트라면 특별히 제한하지 않는다. 상기 임프린트용 레지스트(113)는 잉크젯 방법을 이용하여 평균 3∼9 pico liter 크기의 방울 형태로 기판상에 형성한다. At this time, the imprinting resist 113 is not particularly limited as long as it is an imprinting resist having a viscosity of 3 to 7 cp, including a polymer made of a crosslinking agent, an acrylate and a vinyl ether compound, a polymerization initiator, and a solvent. The imprint resist 113 is formed on the substrate in the form of droplets having an average size of 3 to 9 pico liters using an inkjet method.
도 2b를 참조하면, 상기 임프린트용 레지스트층(113) 상에 얻고자 하는 패턴과 유사한 형태의 양각 이미지 구조물을 가지며, 그 이미지 구조물 상에 수지층(117)을 포함하는 형판(115)을 위치한다.Referring to FIG. 2B, an imprint image structure having a shape similar to a pattern to be obtained on the imprint resist
이때, 상기 형판(115)의 경우, 후속 압착 공정 시에 응력에 대한 내성을 가 지도록 강도가 높은 재질로 형성된 것이면 특별히 제한하지 않으나, 실리카, 석영(quartz), 유리, 폴리머 등을 사용하여 UV가 투과될 수 있는 투명 재질로 형성된 것이나, 반도체, 세라믹, 금속 및 폴리며 등을 사용하여 불투명 재질로 형성된 것을 들 수 있다.In this case, the
또한, 상기 형판의 제작방법은 판재(plate) 형태의 소재한 쪽 표면에 형상 가공 공정을 통해서 각 구조물을 각인하여 제작하거나 또는 별개의 구조물들을 각각 제작하여 판재 형태의 소재에 부착하여 형성하는 등, 당해 분야에 공지된 공정이라면 특별히 한정하지 않는다. 이때, 상기 형상 가공 공정은 특별히 한정되지 않고, 전자빔 리소그라피, 포토-리소그라피, 다이싱(dicing), 레이저(laser), RIE(reactive Ion Etching) 공정 또는 식각(etching) 공정 등을 이용할 수 있다.In addition, the manufacturing method of the template is formed by stamping each structure through the shape processing process on the surface of the plate-shaped material or by attaching to the plate-shaped material by forming separate structures, respectively, The process is not particularly limited as long as it is known in the art. In this case, the shape processing process is not particularly limited, and electron beam lithography, photo-lithography, dicing, laser, reactive ion etching (RIE) process, or etching process may be used.
또한, 상기 형판(115)에 형성되는 패턴에 대응되는 양각 이미지 구조물의 크기는 특별히 제한하지 않으나, 인쇄 회로 기판의 미세 패턴에 적용 가능한 크기를 가지는 것이 바람직하다.In addition, the size of the relief image structure corresponding to the pattern formed on the
아울러, 상기 형판(115) 표면에 코팅된 수지층(117)은 불소 중합체 및 용매를 포함하는 조성물을 스핀 코팅(spin coating) 방식, 액적 도포(droplet dispensing) 방식 또는 분사(spray) 방식 등을 이용하여 도포한 다음, 열 경화시키는 단계로 형성한다.In addition, the
이때, 상기 수지층(117)은 분자량 1,000∼50,000의 퍼플루오로 아크릴레이트 중합체, 퍼플루오로 시클로펜타디엔 비닐 중합체, 하기 식 1의 화합물(Dupont사 제조, 'Teflon AF') 및 화학식 2의 화합물(Asahi Glass사 제조, 'Cytop')로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 들 수 있다.At this time, the
[화학식 1][Formula 1]
[화학식 2][Formula 2]
상기 식에서, n은 3∼150의 정수이고, m은 3∼158 사이의 정수이며, o는 1∼10 사이의 정수이다. Wherein n is an integer from 3 to 150, m is an integer from 3 to 158, and o is an integer from 1 to 10.
상기 용매는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 또는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 등을 사용한다.The solvent uses propylene glycol monomethyl ether acetate or propylene glycol monomethyl ether and the like.
상기 수지층(117) 두께는 반도체의 하프-피치(half-pitch)에 따라 적정 두께로 도포할 수 있는데, 바람직하게는 통상 하프-피치의 2.5배 수준으로 도포한다. 예를 들면, 본 발명에서의 무전형의 수지층(117) 두께는 약 600Å∼1,000Å인 것이 바람직하다. 만약, 상기 수지층(117) 두께가 600Å미만인 경우, 하부 산화막 또는 질화막 등의 물질을 식각할 때 식각 선택비 부족으로 식각 불량이 발생 될 문제점 이 있고, 1000Å을 초과하는 경우, 웨이퍼 상에 수지 패턴이 없어야 할 지역에 수지층 잔여물이 잔류하는 단점이 있다.The thickness of the
도 2c를 참조하면, 상기 임프린트용 레지스트층(113)을 상기 형판(115)으로 압축한 다음, UV 노광 공정(119)으로 경화시킨다. 상기 압축 공정은 50~10mJ/cm2의 압력 조건으로 수행되고, 상기 UV 공정은 임프린트용 레지스트층(113)이 경화될 때까지, 100∼300nm의 파장하에서 실시한다.Referring to FIG. 2C, the imprint resist
도 2d를 참조하면, 상기 압축 공정 완료 후 형판(115)을 웨이퍼(111)부터 분리시켜, 실리콘 웨이퍼(111) 상에 양각 이미지와 동일한 레지스트 패턴(121)을 형성한다.Referring to FIG. 2D, after completion of the compression process, the
도 1a 내지 도 1d는 종래 임프린트 리소그라피 공정을 적용한 반도체 소자의 패턴 형성 방법을 도시한 공정 개략도.1A to 1D are process schematic diagrams illustrating a method for forming a pattern of a semiconductor device to which a conventional imprint lithography process is applied.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 임프린트 리소그라피 공정을 적용한 반도체 소자의 패턴 형성 방법을 도시한 공정 개략도.2A to 2D are process schematic diagrams illustrating a method for forming a pattern of a semiconductor device to which the imprint lithography process of the present invention is applied.
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명> <Brief description of the main parts of the drawing>
11, 111: 웨이퍼 13, 113: 임프린트용 레지스트층11, 111:
13-1: 형판에 달라붙은 임프린트용 레지스트 잔류물13-1: Imprint Resist Residues on the Template
15, 115: 형판 17, 119: UV 공정15, 115:
117: 수지층 19, 121: 레지스트 패턴117:
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080101566A KR20100042424A (en) | 2008-10-16 | 2008-10-16 | Method for forming pattern of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020080101566A KR20100042424A (en) | 2008-10-16 | 2008-10-16 | Method for forming pattern of semiconductor device |
Publications (1)
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ID=42217784
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KR1020080101566A KR20100042424A (en) | 2008-10-16 | 2008-10-16 | Method for forming pattern of semiconductor device |
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Country | Link |
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KR (1) | KR20100042424A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130114648A (en) * | 2010-09-24 | 2013-10-17 | 후지필름 가부시키가이샤 | Nanoimprinting method and method for producing substrates utilizing the nanoimprinting method |
US8939079B2 (en) | 2010-12-06 | 2015-01-27 | Intellectual Discovery Co., Ltd. | First printing plate and second printing plate |
WO2017101465A1 (en) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | 南方科技大学 | Nanoimprinted photoresist and preparation method therefor |
-
2008
- 2008-10-16 KR KR1020080101566A patent/KR20100042424A/en not_active Application Discontinuation
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