KR20160002663A - 반사방지 코팅 층을 위한 습식 스트립 프로세스 - Google Patents

반사방지 코팅 층을 위한 습식 스트립 프로세스 Download PDF

Info

Publication number
KR20160002663A
KR20160002663A KR1020157015655A KR20157015655A KR20160002663A KR 20160002663 A KR20160002663 A KR 20160002663A KR 1020157015655 A KR1020157015655 A KR 1020157015655A KR 20157015655 A KR20157015655 A KR 20157015655A KR 20160002663 A KR20160002663 A KR 20160002663A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
way
polymer
monomer units
siarc
wet etch
Prior art date
Application number
KR1020157015655A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102184205B1 (ko
Inventor
마틴 글로드
우-송 후앙
하비에르 제이 페레즈
타케시 킨쇼
츠토무 오기하라
세이치로 타치바나
타케루 와타나베
Original Assignee
인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
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 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션, 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 filed Critical 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Publication of KR20160002663A publication Critical patent/KR20160002663A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102184205B1 publication Critical patent/KR102184205B1/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
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/091—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/075—Silicon-containing compounds
    • G03F7/0752—Silicon-containing compounds in non photosensitive layers or as additives, e.g. for dry lithography
    • 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
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • H01L21/0276—Photolithographic processes using an anti-reflective coating
    • 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
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

실리콘 함유 반사 방지 코팅(SiARC) 재료가 기판 상에 도포된다. 상기 SiARC 재료는 베이스 폴리머를 포함하고 실세스퀴옥산을 포함하는 붕소 실리케이트 폴리머를 포함할 수 있다. 에치 시퀀스가 이용되는데, 이는 염기성 용액을 채용하는 제1 습식 에치와, 산성 용액을 채용하는 제2 습식 에치와, 그리고 다른 염기성 용액을 채용하는 제3 습식 에치를 포함한다. 상기 제1 습식 에치는 상기 붕소 실리케이트 폴리머를 해체하기 위해 채용될 수 있고, 상기 제2 습식 에치는 상기 베이스 폴리머 재료를 제거할 수 있으며, 그리고 상기 제3 습식 에치는 남아 있는 붕소 실리케이트 폴리머 및 기타 남아 있는 재료들을 제거할 수 있다. 상기 SiARC 재료는 상기 에치 프로세스를 채용하여 기판으로부터 제거될 수 있고, 상기 기판은 모니터링 목적을 위해 재사용될 수 있다.

Description

반사방지 코팅 층을 위한 습식 스트립 프로세스{WET STRIP PROCESS FOR AN ANTIREFLECTIVE COATING LAYER}
본 발명은 재료 층을 처리하는 방법에 관한 것으로, 특히 기판으로부터 반사 방지 코팅(ARC)층(antireflective coating (ARC) layer)을 벗겨내는(stripping) 방법에 관한 것이다.
포토리소그래피(Photolithography)는 박막의 일부분들 또는 기판 전체를 선택적으로 제거하기 위해 마이크로 조립(micro fabrication)에서 사용되는 프로세스이다. 포토리소그래피는 빛을 사용하여 기하학적 패턴(a geometric pattern)을 포토 마스크로부터 기판 상의 광-민감포토레지스트(light-sensitive photoresist)(또는 단순히 "레지스트"라 함)로 전사한다(transfer). 그 다음 일련의 화학적 처리를 통해서 노출 패턴(the exposure pattern)을 포토레지스트 아래의 재료 내에 새겨 넣는다(engrave). 통상적으로, 네거티브 톤 현상(negative tone development (NTD))에서 빛에 노출되지 않은 레지스트의 부분은 현상 프로세스 동안 유기 용제(organic solvent)에 의해서 제거되며, 가장 흔하게 사용되는 용제들은 2-헵타논(2-heptanone)과 n-부틸 아세테이트(n-butyl acetate (NBA))이다.
ArF 액침 리소그래피(ArF immersion lithography)의 응용을 확장하는 기술들에 대한 강한 요구가 있다. 리소그래피 친화적인 설계(litho-friendly design)와 같은 기술들 외, 이중 노출/패터닝 기술들, 맞춤형 루미네이션 기술들, 대체 처리 기술들이 또한 유망한 후보들이다. 가장 전망이 좋은 대체 기술들 중 하나는 NTD를 이용한 이미지 반전(image reversal)을 사용하는 것이다. 전통적으로, 컨택 및 트렌치 프린팅은 포지티브 톤 레지스트 및 포지티브 톤 현상(PTD)과 조합하는 다크-필드 마스크(dark-field mask)를 사용한다. NTD에서,브라이트-필드 마스크들(bright-field masks)을 사용하면 동일 피처들(same features)이 포지티브 레지스트에서 프린트되는데, 결과적으로 더 나은 이미지 콘트라스트(better image contrasts)가 얻어진다.
최종 패턴을 새겨 넣기 전에 이 이미지 콘트라스트를 달성하려면 통합된 프로세스가 필요한데, 즉, 유기 평탄화 층(OPL)이 기판의 상부에 도포되고, 그 다음 NTD 적용을 위해 설계된 실리콘-함유 반사 방지 코팅(SiARC) 재료가 코팅되어 에치 저항과 반사율 제어를 제공하며, 최종적으로, 포토레지스트 재료가 도포되어 초기 이미지 전사를 기판에 제공한다. 그러나, NTD SiARC의 도입으로 새로운 문제들이 발생되는데, 특히, 습식 스트립 프로세스가 사용되어 NTD SiARC를 Si 모니터 웨이퍼들로부터 제거하기 때문이다. 많은 SiARC 재료들은 제조에 사용되는 통상의 프로세스 처리들을 사용하여서는 이 습식 스트립 프로세스 동안 완전히 제거될 수 없다.
실리콘-함유 반사 방지 코팅(SiARC) 재료가 기판상에 도포된다. 상기 SiARC 재료는 베이스 폴리머(base polymer)를 포함하고 실세스퀴옥산(silsesquioxane)을 포함하는 붕소 실리케이트 폴리머(boron silicate polymer)를 포함할 수 있다. 에치 시퀀스(etch sequence)가 이용되는데, 이 에치 시퀀스는 염기성 용액(basic solution)을 채용하는 제1 습식 에치(first wet etch), 산성 용액(acidic solution)을 채용하는 제2 습식 에치, 다른 염기성 용액(another basic solution)을 채용하는 제3 습식 에치(third wet etch)를 포함한다. 제1 습식 에치는 붕소 실리케이트 폴리머를 해체하기 위해(break up) 채용될 수 있고, 제2 습식 에치는 베이스 폴리머 재료를 제거할 수 있으며, 제3 습식 에치는 나머지 붕소 실리케이트 폴리머와 기타 나머지 재료들을 제거할 수 있다. SiARC 재료는 상기 에치 시퀀스를 채용하여 기판으로부터 제거될 수 있고, 기판은 모니터링 목적을 위해 재사용될 수 있다.
본 발명의 한 실시 예에 따라, 기판으로부터 실리콘-함유 반사 방지 코팅(SiARC) 층을 제거하기 위한 방법이 제공된다. SiARC 층은 기판상에 형성된다. 상기 SiARC 층은 제1 염기성 용액(first basic solution)을 채용하는 제1 습식 에치(a first wet etch)에 의해서 처리된다(treated). 그 다음에, 상기 SiARC 층은 산성 용액(acidic solution)을 채용하는 제2 습식 에치에 의해서 처리된다. 그후에, 상기 SiARC 층의 남아 있는 부분들은 제2 염기성 용액(second basic solution)을 채용하는 제3 습식 에치(third wet etch)에 의해서 제거된다(removed).
도 1은 본 발명의 한 실시 예에 따라, 기판 상에 폴리머 층을 포함하는 예시적 구조의 수직 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시 예에 따라, 기판으로부터 상기 폴리머 층을 제거한 후의 예시적 구조의 수직 단면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시 예에 따라, 에치 프로세스 시퀀스를 보여주는 플로 차트이다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 기판으로부터 반사 방지 코팅(ARC) 층을 벗겨내는 방법에 관한 것이며, 지금부터 이를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 동일의 대응 엘리먼트들은 동일 참조번호를 사용할 할 것이며, 도면들은 실제 크기가 아니라는 것에 유의해야 한다.
도 1을 참조하면, 폴리머 층(90)은 기판(10)의 상부 표면에 형성된다. 기판(10)은 실리콘 기판과 같은 반도체 기판, 절연체 기판, 또는 도체 기판이 될 수 있다. 기판(10)의 상부 표면은 실리콘 표면과 같은 반도체 표면, 실리콘 산화물 표면 또는 실리콘 질화물 표면과 같은 유전체 표면이거나, 또는 금속 층 또는 도전성 금속 질화물 층의 표면과 같은 도전성 표면이 될 수 있다. 한 실시 예에서, 기판(10)은 실리콘 상부 표면을 갖는 보통의 실리콘 기판(bare silicon substrate)이 될 수 있다.
폴리머 층(90)은 실리콘-함유 반사 방지 코팅(SiARC) 재료를 포함한다. 여기서 사용되는, 반사 방지 코팅 재료란 자외선의 범위에서 선택되는 파장, 즉 10nm에서 400nm 범위의 파장에서 자외선 빛의 반사를 감소시키는 재료를 말한다. 폴리머 층(90)은 제품 기판(product substrate), 즉 반도체 디바이스들을 그 위에서 제조하기 위해 패턴된 구조들을 포함하는 기판 상에 도포될 또는 이전에 도포된 반사 방지 코팅(ARC) 층의 두께를 모니터하기 위한 모니터 기판(monitor substrate)이 될 수 있다. 폴리머 층(90)의 두께는 10nm에서 100nm가 될 수 있지만,더 얇거나 더 두꺼운 두께도 채용될 수 있다.
폴리머 층(90)의 재료 구성(material composition)은 포지티브 톤 현상(PTD) 실리콘-함유 반사 방지 코팅(SiARC) 재료(positive tone development (PTD) silicon-containing antireflective coating (SiARC) material)로 채용될 수 있다. 그것은 또한 네거티브 톤 현상(NTD) SiARC 재료로 사용될 수도 있다. 다시 말하면, 폴리머 층(90)의 구성은 네거티브 톤 현상(NTD)을 위한 ARC 층으로, 즉 NTD ARC 층으로 채용될 수도 있다. 이 NTD ARC 층은 바닥 ARC(BARC) 층으로서 제품 기판 상에 도포될 수 있고 이 바닥 ARC 층 위에는 네거티브 톤 현상 포토레지스트 층이 도포될 수 있다.
상기 SiARC 재료는 주로 실리콘 함유 베이스 폴리머를 포함한다. 실리콘-함유 베이스 폴리머는 아래의 (I)에서 (III)으로부터 선택되는 구조들을 갖는 하나 또는 그 이상의 모노머 유닛들(monomer units)을 포함할 수 있다.
Figure pct00001
여기서, x는 대략 1에서 대략 2의 범위이고, R 1 은 발색단 성분(chromophore moiety)이고, R 2 는 투명 성분(transparent moiety), 그리고 R 3 는 가교 콤포넌트를 갖는 반응을 위한 반응 사이트(a reactive site for reaction with a crosslinking component)이다. 선형 오가노실록산 폴리머들(linear organosiloxane polymers)에 대해서, x는 대략 1이다. 실세스퀴옥산 폴리머들(silsesquioxane polymers)에 대해서, x는 대략 1.5이다. SiO2 콤포넌트를 함유하는 실세스퀴옥산 폴리머들(silsesquioxane polymers containing a Si02 component)에 대해서, x는 대략 1.5 및 대략 2.0 사이이다. 폴리머 내 SiO2 유닛들은 실리콘 함유 폴리머의 합성에서 테트라알콕시실란(tetraalkoxysilane), 테트라클로로실란(tetrachlorosilane), 또는 테트라브로모실란(tetrabromosilane)을 추가함으로써 획득될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 대략 1.5보다 더 큰 x를 갖는 폴리머들이 선호되는데, 이는 우수한 에치 저항(superior etch resistance) 때문이다. 일부 실시 예들에서, 다수 기능의 성분들(multiple functional moieties)이 동일 모노머 상에서 제공될 수 있다.
발색단 성분 R 1 은 (i) 베이스 폴리머 상에 이식될 수 있고, (ii) 적당한 방사선 흡수 특성을 가지며, 그리고 (iii) 상기 층 또는 덮여 있는 모든 포토레지스트 층들의 성능에 부정적으로 영향을 미치지 않을 수 있는 모든 적절한 발색단을 포함할 수 있다. 발색단들의 예에는 페닐(phenyl), 크리센(chrysenes), 피렌(pyrenes), 플루오로안트렌(fluoroanthrenes),안트론(anthrones), 벤조페논(benzophenones), 디옥산톤(thioxanthones), 나프탈렌(naphthalenes) 및 안트라신(anthracenes)이 포함된다. 상기 발색단 성분은, 페놀 티아진((phenol thiazine)에서와 같이 아마도 비활성화된 아미노 질소(possibly deactivated amino nitrogen)의 경우를 제외하고는, 질소를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 193nm 방사선에 대해서, 불포화 탄소 결합들(unsaturated carbon bonds) 함유하는 비-아로마틱콤파운드들(non-aromatic compounds)을 포함하는 불포화 탄소 결합들(예를 들어, 탄소-탄소 이중 결합들)을 갖는 모든 성분들도 또한 적합한 발색단들이다. 157nm 방사선에 대해서, 포화 탄소--탄소 결합들을 함유하는 콤파운드들(compounds containing saturated carbon--carbon bonds)도 발색단으로서 기능할 수 있다(act). 상기 베이스 폴리머의 모노머들 중 대략 3에서 대략 99 몰%는 발색단 성분 R 1 으로 구성될 수 있다. 상기 베이스 폴리머는 한 종류 이상의 발색단 성분 R 1 을 포함할 수 있다.
투명 성분 R 2 는 상기 패터닝 방사선의 파장 또는 특성에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 193nm 이미징 방사선의 경우에, 투명 성분 R 2 는, 실질적으로 불포화 탄소-탄소 결합들이 없는, 바람직하게는 에폭시-기능화된 실세스퀴옥산 모노머로부터 유도된 알콜(an alcohol derived from an epoxy-functionalized silsesquioxane monomer)이 없는 벌키(C1 또는 더 높은) 유기 성분들일 수 있다. 157nm 이미징 방사선의 경우에, 투명 성분 R 2 는 트리플루오로메틸 그룹(trifluoromethyl group)또는 퍼플루오로알킬(perfluoroalkyl)과 같은 불소-함유 성분들일 수 있다. 베이스 폴리머에서 투명 성분 R 2 의 양은 에너지 흡수와 반사 방지의 원하는 조합을 제공하기 위해 발색단 성분 R 1 의 양과 균형을 이룰 수 있다. 상기 베이스 폴리머의 모노머들의 대략 0.5에서 대략 96.5 몰%는 투명 성분 R 2 로 구성될 수 있다. 상기 베이스 폴리머는 한 종류 이상의 투명 성분 R 2 를 포함할 수 있다.
반응 성분 R 3 는 반응을 위한 사이트에 가교 콤포넌트(crosslinking component)를 제공한다. 일부 실시 예들에서, 반응 성분 R 3 는 알코올일 수 있고, 바람직하게는 아로마틱 알코올(예를 들어, 페놀, 하이드록시메틸벤질(hydroxymethylbenzyl)) 또는 사이클로알리파틱 알코올(cycloaliphatic alcohol)(예를 들어, 사이클로헥사놀(cyclohexanol))일 수 있다. 이와 달리, 플루오로카본 알코올(fluorocarbon alcohol), 알리파틱 알코올(aliphatic alcohol), 아미노기(amino group), 비닐 에테르(vinyl ether), 또는 에폭시드(epoxide)와 같은 비-사이클릭 알코올이 사용될 수도 있다. 한 실시 예에서, 상기 반응 성분은 수산기(hydroxyl group)일 수 있다. 상기 반응 히드록실 성분(the reactive hydroxyl moiety)은 알려진 실라놀 축합 반응(the known silanol condensation reaction)을 통해서 스스로 반응할 수 있다. 상기 베이스 폴리머의 모노머들의 대략 0.5에서 대략 96.5 몰%는 반응 성분 R 3 로 구성될 수 있다. 상기 베이스 폴리머는 한 종류 이상의 반응 성분 R 3 를 포함할 수 있다.
NTD에 특히 적용하기 위해서, 상기 SiARC 재료는 아래의 구조를 갖는 모노머 유닛을 포함하는 베이스 폴리머의 표면 성질을 수정할 수 있는 폴리머를 더 함유할 수 있다:
Figure pct00002
여기서 x는 대략 1에서 대략 2의 범위이고, R 4 는 친수성 그룹에 링크된 산 불안정 기능성(an acid labile functionality linked to a hydrophilic group)으로 구성된다. 예시적 산 불안정 기능성들에는 제3 알킬 카보네이트(tertiary alkyl carbonates), 제3 알킬 에스테르(tertiary alkyl esters), 제3 알킬 에테르(tertiary alkyl ethers), 아세탈 및 케탈(acetals and ketals)이 포함된다. 예시적 친수기들(hydrophilic groups)에는 페놀(phenols), 알코올(alcohols), 카르복실 산(carboxylic acids), 아미드(amides), 및 술폰아미드(sulfonamides)가 포함된다. 모노머 유닛 IV 함유 폴리머가 더 많은 소수성 표면(more hydrophobic surface)에 대한 상기 코팅된 SiARC 재료의 접촉 각도(contact angle)를 증가시키기 위해 상기 베이스 폴리머에 추가될 수 있다. 그 다음 그것은 상기 산 불안정 그룹의 산 촉매 디프로텍션(acid catalyzed deprotection of the acid labile group) 후 더 많은 소수성 표면에 대한 그것의 접촉 각도를 감소시킬 것이다.
일부 실시 예들에서, 폴리머 층(90)은 베이스 폴리머 재료를 포함한다. 베이스 폴리머 재료는 3차원 링크된 SiO2 유닛들의 많은 부분(large portion)을 함유한다. 상기 베이스 폴리머에서 실리콘의 중량 퍼센트는 10%에서 45% 범위 내가 될 수 있다. 바람직한 범위는 30% 이상이다. SiO2 유닛의 몰 퍼센트는 0%에서 97% 범위 내가 될 수 있다. SiO2 유닛들의 바람직한 몰 퍼센트는 45% 이상이다. 일부 다른 실시 예들에서, 폴리머 층(90)은 베이스 폴리머와 모노머 유닛 IV 함유 폴리머를 포함한다. 모노머 IV 함유 폴리머는 베이스 폴리머의 표면 성질을 수정할 수 있다. 폴리머 층(90)에서, 베이스 폴리머 재료의 표면 성질을 수정할 수 있는 상기 폴리머는 베이스 폴리머 재료와 혼합되는데, 베이스 폴리머 재료의 중량에 대한 베이스 폴리머 재료의 표면 성질을 수정할 수 있는 폴리머의 중량의 비율이 0.5:100에서 20:100의 범위 내에 있도록 혼합된다.
한 실시 예에서, 폴리머 층(90)은 베이스 폴리머 재료와 그 베이스 폴리머 재료에 임베드된 붕소 실리케이트 폴리머(a boron silicate polymer embedded in the base polymer material)를 포함한다. 상기 베이스 폴리머 재료는 3차원 링크된 SiO2 유닛들(Q 유닛들)의 많은 부분(large portion)을 함유한다. 상기 베이스 폴리머 재료는 실리콘-기반의 폴리머 재료이다. 상기 베이스 폴리머 층에서 실리콘의 중량 퍼센트는 35%에서 45% 범위 내가 될 수 있다. 한 실시 예에서, 상기 베이스 폴리머 재료는 종래 기술에서 알려진 높은 Q 폴리머 재료를 포함할 수 있다. 높은-Q 폴리머 재료의 예는 미국 특허 출원 공개번호 2013/0005150A1에 개시되어 있으며, 그 내용은 참조로 여기에 포함된다.
상기 베이스 폴리머 재료는 복수 종류의 모노머 유닛들을 포함한다. 한 실시 예에서, 상기 복수 종류의 모노머 유닛들은 제1 종류 모노머 유닛들,제2 종류의 모노머 유닛들 및 제3 종류의 모노머 유닛들을 포함할 수 있다. 한 실시 예에서, 상기 베이스 폴리머 재료는 제1, 제2, 및 제3 종류의 모노머 유닛들로 구성될 수 있다.
상기 베이스 폴리머 재료를 위한 제1 종류의 모노머 유닛들은 아래의 화학 구성을 가질 수 있다:
-Si02-
상기 제1 종류의 모노머 유닛들은 폴리머 층(90)이 플루오르화수소산(hydrofluoric acid)에 기초한 습식 에치에 민감(susceptible)할 수 있도록 해준다.
상기 베이스 폴리머 재료를 위한 제2 종류의 모노머 유닛들은 아래의 화학 구성을 가질 수 있다:
Figure pct00003
상기 제2 종류의 모노머 유닛들은 상기 폴리머의 흡수 성질을 동조시키도록(tune) 193nm에서 투명성을 제공한다. 상기 제2 종류의 모노머 유닛들은 또한 아래의 유기 평탄화 층(the undercoat organic planarization layer) 및/또는 위의 포토레지스트(the overcoat photoresist)에 대하여 접착력(adhesion)을 제공한다.
상기 베이스 폴리머 재료를 위한 제3 종류의 모노머 유닛들은 아래의 화학 구성을 가질 수 있다:
Figure pct00004
상기 제3 종류의 모노머 유닛들은 폴리머 층(90)에서 193nm 자외선 빛의 흡수를 제공하는데, 그렇게 하여 상기 폴리머 층은 ARC 재료로서 사용될 수 있게 된다.
상기 제1 종류의 모노머 유닛들은 상기 베이스 폴리머 재료의 70%보다 더 큰 몰 퍼센트를 일괄적으로 가질 수 있다. 한 실시 예에서, 상기 제1 종류의 모노머 유닛들은 상기 베이스 폴리머 재료의 75%에서 95% 범위의 몰 퍼센트를 일괄적으로 가질 수 있다. 다른 실시 예에서, 상기 제1 종류의 모노머 유닛들은 상기 베이스 폴리머 재료의 80%에서 94% 범위의 몰 퍼센트를 일괄적으로 가질 수 있다.
상기 제2 종류의 모노머 유닛들은 상기 베이스 폴리머 재료의 0.1%에서 15% 범위의 몰 퍼센트를 일괄적으로 가질 수 있다. 한 실시 예에서, 상기 제2 종류의 모노머 유닛들은 상기 베이스 폴리머 재료의 전체 중량의 0.2%에서 10% 범위의 몰 퍼센트를 가질 수 있다.
상기 제3 종류의 모노머 유닛들은 상기 베이스 폴리머 재료의 1%에서 15% 범위의 몰 퍼센트를 일괄적으로 가질 수 있다. 한 실시 예에서, 상기 제3 종류의 모노머 유닛들은 상기 베이스 폴리머 재료의 2%에서 12% 범위의 몰 퍼센트를 가질 수 있다.
붕소 실리케이트 폴리머 재료는 불안정 산 그룹(an acid labile group)을 함유하는데, 이는 폴리머 층(90)의 SiARC 재료로 하여금 리소그래픽 노출(lithographic exposure) 후 물 접촉 각(water contact angle)이 변경되도록 한다. 여기서 사용되는, 붕소 실리케이트 폴리머 재료는 실리케이트와 붕소를 포함하는 폴리머 재료이다. 상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료에서 붕소 원자 수에 대한 실리콘 원자 수의 비율은 1:2에서 2:1 범위가 될 수 있지만, 더 적거나 더 큰 비율도 또한 채용될 수 있다. 붕소 실리케이트 폴리머 예는 미국 특허 출원 공개 번호 2013/0005150A1에 개시되어 있다.
상기 붕소 실리케이트 재료는 복수 종류의 모노머 유닛들을 포함한다. 상기 붕소 실리케이트 폴리머는 폴리머릭 계면활성제(a polymeric surfactant)이다. 한 실시 예에서, 상기 복수 종류의 모노머 유닛들은 제1 종류의 모노머들, 제2 종류의 모노머들, 및 제3 종류의 모노머들을 포함할 수 있다. 제1 종류의 모노머 유닛들은 붕소 원자를 포함할 수 있다. 제2 종류의 모노머 유닛들 및 제3 종류의 모노머 유닛들은 실리콘 원자를 포함할 수 있다. 한 실시 예에서, 붕소 실리케이트 폴리머 재료는 제1, 제2, 및 제3 종류의 모노머 유닛들로 구성될 수 있다.
상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료를 위한 제1 종류의 모노머 유닛들은 아래의 화학 구성을 가질 수 있다:
Figure pct00005
.
상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료를 위한 제2 종류의 모노머 유닛들은 아래의 화학 구성을 가질 수 있다:
Figure pct00006
.
상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료를 위한 제3 종류의 모노머 유닛들은 아래의 화학 구성을 가질 수 있다:
Figure pct00007
.
상기 제1 종류의 모노머 유닛들은 상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료의 35%보다 더 큰 몰 퍼센트를 일괄적으로 가질 수 있다. 한 실시 예에서, 상기 제1 종류의 모노머 유닛들은 상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료의 40%에서 70% 범위의 몰 퍼센트를 일괄적으로 가질 수 있다. 다른 실시 예에서, 상기 제1 종류의 모노머 유닛들은 상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료의 45%에서 60% 범위의 몰 퍼센트를 가질 수 있다. 한 실시 예에서, 상기 제1 종류의 모노머 유닛들은 상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료의 50%보다 적지 않은(not less) 몰 퍼센트를 일괄적으로 가질 수 있다.
상기 제2 종류의 모노머 유닛들은 상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료의 12.5%에서 35% 범위의 몰 퍼센트를 일괄적으로 가질 수 있다. 한 실시 예에서, 상기 제2 종류의 모노머 유닛들은 상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료의 20%에서 30% 범위의 몰 퍼센트를 가질 수 있다.
상기 제3 종류의 모노머 유닛들은 상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료의 12.5%에서 35% 범위의 몰 퍼센트를 일괄적으로 가질 수 있다. 한 실시 예에서, 상기 제3 종류의 모노머 유닛들은 상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료의 20%에서 30% 범위의 몰 퍼센트를 가질 수 있다.
폴리머 층(90)에서, 상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료는 상기 베이스 폴리머 재료와 혼합되는데, 상기 베이스 폴리머 재료의 중량에 대한 상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료 중량의 비율이 0.5:100에서 20:100 범위가 되도록 혼합된다. 한 실시 예에서, 상기 베이스 폴리머 재료의 중량에 대한 상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료 중량의 비율은 1:100에서 10:100 범위이다. 다른 실시 예에서, 상기 베이스 폴리머 재료의 중량에 대한 상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료 중량의 비율은 2:100에서 5:100 범위이다. 폴리머 층(90)은 기판(10)의 상부 표면에 도포될 수 있는데, 스핀 코팅에 의해서 도포될 수 있다.
상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료는 종래의 스트리핑 프로세스 동안 용해되지 않는 물질(insoluble material)을 형성하는 경향을 갖는 불안정 산 그룹(acid labile group)을 함유한다. 상기 베이스 폴리머 재료는 실리콘-기반의 폴리머릭 매트릭스(a silicon-based polymeric matrix)를 형성하는데, 여기에 상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료가 임베드된다. 강한 분자 상호작용 때문에, 종래 기술에서 알려진 습식 에치 프로세스 동안에도 상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료를 해체하기는 어렵다. 이러한 성질은 종래의 에치 프로세스가 채용될 때 기판으로부터 NTD SiARC 재료를 제거하려는 시도들에도 결함들(defects)이 기판 상에 남겨 지도록 한다.
결함들을 발생시키지 않고 NTD SiARC 재료를 제거할 수 없음은 반도체 제조 설비의 생산성에 심각하게 악영향을 끼치는데 그 이유는 NTD SiARC 재료의 응용을 모니터하기 위해 채용되는 툴들의 성능(performance of tools)을 모니터하기 위한 기판들이 재사용될 수 없기 때문이다.
도 2를 참조하면, 폴리머 층(90)은 본 발명의 실시 예에 따라 기판(10)의 표면 상에 잔류물 또는 결함을 남기지 않고 습식 에치 시퀀스에 의해서 기판(10)의 상부 표면 위로부터 제거될 수 있다. 본 발명의 습식 에치 시퀀스는 3단계 습식 에치 시퀀스이고, 이는 도3에 도시되어 있다.
상기 습식 에치 시퀀스는 염기성 용액(basic solution)을 채용하는 제10), 산성 용액(acidic solution)을 채용하는 제2 습식 에치의 제2 단계(200), 그리고 염기성 용액을 채용하는 제3 습식 에치의 제3 단계(300)을 포함한다. 상기 제1의 습식 에치는 남아 있는 수산기(hydroxyl group)를 갖는 실리콘 폴리머를 포함하는 상기 폴리머의 베이스 용해가능 콤퍼넌트들을 녹이거나 또는 베이스 촉매 가수분해(base catalyzed hydrolysis)로 O-Si-O 또는 Si-R 링크들의 느린 해체(slow break down)를 할 수 있다. R 그룹은 유기 성분(organic moiety)을 나타낸다. 상기 제1 에치는 또한 베이스에서 용해가능한 모든 유기 콤포넌트들을 녹일 수 있다. 제2 에치는 플루오로수산화 산 용액들(hydrofluoric acid solutions)에서 Si 재료들의 알려진 용해 때문에 메인(main) -SiOx- 콤포넌트를 제거할 수 있다. 그 다음 상기 제3 습식 에치는 모든 남아 있는 유기 및 무기 콤포넌트들을 제거할 수 있다. 본 발명의 프로세스는 PTD SiARC 및 NTD SiARC를 포함하는 종래 기술에서 알려진 SiARC 재료의 대부분에 대하여 적용될 수 있다. 특히 종래의 재작업 프로세스(rework process)가 SiARC 재료를 완전하게 제거하지 못해서 웨이퍼 상에 많은 결함들을 남겨놓는 NTD SiARC에 유용하다.
한 실시 예에서, 본 발명의 프로세스는 (I)에서 (IV) 중에서 선택된 구조들을 갖는 상기 SiARC 재료들을 제거하기 위해 성공적으로 사용되었다. 다른 실시 예에서, 본 발명의 프로세스는 베이스 폴리머와 (IV)의 구조를 갖는 모노머 유닛을 포함하는 베이스 폴리머의 표면 성질을 수정할 수 있는 폴리머를 갖는 NTD SiARC 재료들을 제거하기 위해 성공적으로 사용되었다. 또 다른 실시 예에서, 본 발명의 프로세스는 베이스 폴리머와 붕소 실리케이트 폴리머를 갖는 NTD SiARC 재료들을 제거하기 위해 성공적으로 사용되었다.
상기 제1 습식 에치는 상기 붕소 실리케이트 폴리머를 해체하기 위해 채용될 수 있고, 상기 제2 습식 에치는 상기 베이스 폴리머 재료를 제거할 수 있으며, 그리고 상기 제3 습식 에치는 남아 있는 붕소 실리케이트 폴리머와 기타 남아 있는 재료들을 제거할 수 있다. 폴리머 층(90)의 SiARC 재료는, 붕소 실리케이트 폴리머를 함유하며, 상기 에치 시퀀스를 채용하여 기판으로부터 제거될 수 있고, 그리고 기판(10)은 모니터링 목적을 위해 재사용 될 수 있다.
제1 단계(100)을 참조하면, 폴리머 층(90)에서 임베드된 붕소 실리케이트 폴리머 재료는 상기 제1 염기성 용액을 채용하는 상기 제1 습식 에치에 의해서 폴리머 층(90) 내 베이스 폴리머 재료에 대해 선택적으로 제거된다. 상기 제1 습식 에치 동안, 상기 제1 습식 에치의 제1 염기성 용액은 상기 붕소 실리케이트 폴리머 재료의 대부분을 가수분해하여 용해한다(hydrolyzes and dissolves). 한 실시 예에서, 상기 임베드된 붕소 실리케이트 폴리머 재료는 상기 베이스 폴리머 재료에 대해 상기 제1 습식 에치에 의해서 선택적으로 제거될 수 있는데, 즉 상기 실리콘-기반의 폴리머릭 매트릭스(the silicon-based polymeric matrix) 내의 베이스 폴리머 재료를 제거함이 없이 제거될 수 있다.
상기 제1 습식 에치의 지속시간(duration)은 폴리머 층(90)의 두께에 따라 달라진다. 폴리머 층(90)의 두께가 50nm라면, 상기 제1 습식 에치의 지속시간은 2분에서 30분 범위 내가 될 수 있지만, 더 적거나 더 큰 지속시간도 또한 채용될 수 있다.
상기 제1 습식 에치에서 사용된 염기성 용액은 아민(amines) 또는 4기의 암모늄 수산화물(quaternary ammonium hydroxides)을 함유할 수 있다. 수성의 암모늄 수산화물(Aqueous ammonium hydroxides)이 바람직하다. 본 발명의 프로세스에 따라 사용될 수 있는 4기의 암모늄 수산화물의 예들에는 테트라메틸암모늄 수산화물(tetramethylammonium hydroxide(TMAH)), 테트라에틸암모늄 수산화물(tetraethylammonium hydroxide), 테트라프로필암모늄 수산화물(tetrapropylammonium hydroxide), 트리에틸하이드록시에틸암모늄 수산화물(trimethylhydroxyethylammonium hydroxide), 디메틸디하이드록시에틸암모늄 수산화물(dimethyldihydroxyethylammonium hydroxide), 메틸트리하이드록시에틸암모늄 수산화물(methyltrihydroxyethylammonium hydroxide), 페닐트리메틸암모늄 수산화물(phenyltrimethylammonium hydroxide), 페닐트리에틸암모늄 수산화물(phenyltriethylammonium hydroxide), 벤질트리-메틸암모늄 수산화물(benzyltri-methylammonium hydroxide), 등이 포함된다. 한 실시 예에서, 0.263N TMAH 수용액이 상기 제1 습식 에치 용액으로서 사용되었다. 유기 용제들(Organic solvents)은 상기 SiARC 재료들의 유기 콤포넌트들을 녹여 내는(dissolving and wetting) 데에 유용하고, 따라서, 상기 제1 습식 에치 용액을 형성하기 위해 4기의 암모늄 수산화물과 함께 추가될 수 있다.
한 실시 예에서, 상기 제1 염기성 용액(the first basic solution)은 적어도 N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 및 테트라메틸암모늄 수산화물(tetramethylammonium hydroxide)을 포함한다. N-메틸-2-피롤리돈의 중량 퍼센트(weight percentage)는 50%에서 90% 범위 내가 될 수 있다. 한 실시 예에서, N-메틸-2-피롤리돈의 중량 퍼센트는 67%에서 77% 범위 내가 될 수 있다. 프로필렌 글리콜의 중량 퍼센트는 10%에서 40% 범위 내가 될 수 있다. 한 실시 예에서, 프로필렌 글리콜의 중량 퍼센트는 21%에서 31% 범위 내가 될 수 있다. 테트라메틸암모늄 수산화물의 중량 퍼센트는 1%에서 5% 범위 내가 될 수 있다. 한 실시 예에서, 테트라메틸암모늄 수산화물의 중량 퍼센트는 1.2%에서 2.7% 범위 내가 될 수 있다. 선택적으로, 상기 제1 염기성 용액은 물(water)을 포함할 수 있다. 만일 물이 상기 제1 염기성 용액에 제공되면, 물의 중량 퍼센트는 0.1%에서 2% 범위 내가 될 수 있다.
상기 제2 단계(200)을 참조하면, 폴리머 층(90) 내의 상기 실리콘-기반의 폴리머릭 매트릭스의 베이스 폴리머 재료는 산성 용액을 채용하는 상기 제2 습식 에치에 의해서 제거된다. 상기 제1 종류의 모노머 유닛들, 즉 SiO(OH)2를 효과적으로 용해할 수 있는 산이 상기 산성 용액을 위해 선택될 수 있다. 상기 제2 습식 에치는 붕소 실리케이트 폴리머 재료를 제거하는 데에는 효과적이지 못하다. 한 실시 예에서, 상기 베이스 폴리머 재료의 90% 이상이 상기 제2 습식 에치에 의해서 제거된다. 다른 실시 예에서, 상기 베이스 폴리머 재료의 99% 이상이 상기 제2 습식 에치에 의해서 제거된다.
상기 제2 습식 에치 동안, 산성 용액은 쉽게 SiARC 재료 전체에 침투하는데 이는 붕소 실리케이트 폴리머의 제거에 의해 형성된 미세공동들(microcavities) 때문이다. 산성 용액은 베이스 폴리머 재료를 녹인다. 제2 습식 에치의 지속시간은 폴리머 층(90)의 두께에 따라 달라진다. 폴리머 층(90)의 두께가 50nm라면, 제2 습식 에치의 지속시간은 2분에서 20분 범위 내가 될 수 있지만, 더 적거나 더 큰 지속시간도 또한 채용될 수 있다.
한 실시 예에서, 산성 용액은 희석된 불화 수소산(diluted hydrofluoric acid)을 포함한다. 한 실시 예에서, 희석된 불화 수소산은 0.1%에서 2.0% 범위의 중량 퍼센트에서의 불화 수소산을 포함한다. 다른 실시 예에서, 희석된 불화 수소산은 0.2%에서 1.0% 범위의 중량 퍼센트에서의 불화 수소산을 포함한다. 또 다른 실시 예에서, 산성 용액은 필수적으로 희석된 불화 수소산으로 구성될 수 있다.
제3 단계(300)을 참조하면, 붕소 실리케이트 폴리머 재료 및 베이스 폴리머 재료의 남아 있는 부분들(residual portions)은 제2 염기성 용액을 채용하는 제3 습식 에치에 의해서 제거된다.
제2 염기성 용액에 의한 처리는 모든 남아 있는 붕소 실리케이트 폴리머 및 모든 남아 있는 베이스 폴리머를 제거한다. 제3 습식 에치의 지속시간은 폴리머 층(90)의 두께에 따라 달라진다. 폴리머 층(90)의 두께가 50nm라면, 제3 습식 에치의 지속시간은 2분에서 30분 범위 내가 될 수 있지만, 더 적거나 더 큰 지속시간도 또한 채용될 수 있다.
한 실시 예에서, 제2 염기성 용액은 적어도 N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 및 테트라메틸암모늄 수산화물(tetramethylammonium hydroxide)을 포함한다. N-메틸-2-피롤리돈의 중량 퍼센트는 50%에서 90% 범위 내가 될 수 있다. 한 실시 예에서, N-메틸-2-피롤리돈의 중량 퍼센트는 67%에서 77% 범위 내가 될 수 있다. 프로필렌 글리콜의 중량 퍼센트는 10%에서 40% 범위 내가 될 수 있다. 한 실시 예에서, 프로필렌 글리콜의 중량 퍼센트는 21%에서 31% 범위 내가 될 수 있다. 테트라메틸암모늄 수산화물의 중량 퍼센트는 1%에서 5% 범위 내가 될 수 있다. 한 실시 예에서, 테트라메틸암모늄 수산화물의 중량 퍼센트는 1.2%에서 2.7% 범위 내가 될 수 있다. 선택적으로, 제2 염기성 용액은 물을 포함할 수 있다. 만일 물이 제2 염기성 용액에 제공된다면, 물의 중량 퍼센트는 0.1%에서 2% 범위 내가 될 수 있다. 한 실시 예에서, 제2 염기성 용액은 제1 염기성 용액을 위해 채용될 수 있는 모든 구성(any composition)을 가질 수 있다. 제2 염기성 용액의 구성은 제1 염기성 용액의 구성과 같을 수도, 또는 다를 수도 있다.
상기 습식 에치 프로세스 시퀀스는 기판(10)으로부터 SiARC 재료 층을 완전하게 제거할 수 있다. 상기 습식 에치 시퀀스는 다른 습식 에치 프로세스와 비교하여 우수한 결과들을 제공하도록 제공되었다. 비교 예의 습식 에치 시퀀스(comparative exemplary wet etch sequence)는, 황산과 불화 수소산의 조합을 채용하는 제1 습식 에치와, 탈이온수(deionized water), 과산화 수소(hydrogen peroxide), 및 암모늄 수산화물(ammonium hydroxide)의 조합을 채용하는 제2 습식 에치와, 그리고 희석 불화 수소산(dilute hydrofluoric acid)을 채용하는 제3 습식에치를 포함하지만, 폴리머의 잔류물(residual polymers) 없이 SiARC 재료 층을 완전히 제거하기에는 충분치 않음을 보여주었다.
본 발명의 내용을 특정 실시 예들에 관해서 기술하였지만, 수많은 대안들, 수정들 및 변경들이 당업자들에게는 자명하다는 것이 전술한 설명으로부터 명백하다. 본 발명의 다양한 실시 예들 각각은, 당업자에게 알려진 바와 같이, 달리 명백하게 기재하지 않았다면 또는 달리 불가능하다고 기재하지 않았다면, 단독으로, 또는 본 발명의 다른 실시 예들과 조합하여 구현될 수 있다. 따라서, 본 출원에서 개시된 내용은 본 발명의 범위와 정신 그리고 아래의 청구항들 내에 포함되는 모든 그러한 대안들과, 수정들과 변경들을 모두 포함하는 것이 의도되어 있다.

Claims (20)

  1. 기판으로부터 실리콘-함유 반사 방지 코팅(SiARC) 층(a silicon-containing antireflective coating (SiARC) layer)을 제거하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은:
    기판상에 SiARC 층을 형성하는 단계;
    제1 염기성 용액(first basic solution)을 채용하는 제1 습식 에치(first wet etch)에 의해서 상기 SiARC 층을 처리하는 단계(treating);
    산성 용액(acidic solution)을 채용하는 제2 습식 에치에 의해서 상기 SiARC 층을 처리하는 단계(treating); 및
    제2 염기성 용액(second basic solution)을 채용하는 제3 습식 에치(third wet etch)에 의해서 상기 SiARC 층의 남아 있는 부분들(residual portions)을 제거하는 단계(removing)를 포함하는
    방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 염기성 용액은 4기 암모늄 수산화물(quaternary ammonium hydroxide)을 포함하는
    방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 염기성 용액은;
    50%에서 90% 범위의 중량 퍼센트에서 N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone);
    10%에서 40% 범위의 중량 퍼센트에서 프로필렌 글리콜(propylene glycol); 및
    1%에서 5% 범위의 중량 퍼센트에서 테트라메틸암모늄 수산화물(tetramethylammonium hydroxide)을 포함하는
    방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 염기성 용액은 0.1%에서 2% 범위의 중량 퍼센트에서 물(water)을 더 포함하는
    방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 산성 용액은 희석된 불화 수소산(diluted hydrofluoric acid)을 포함하는
    방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 희석된 불화 수소산은 0.1%에서 2% 범위의 중량 퍼센트에서 불화 수소산(hydrofluoric acid)을 포함하는
    방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 산성 용액은 상기 희석된 불화 수소산으로 본질적으로(essentially) 구성되는
    방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 제1 염기성 용액은 수용성 테트라메틸암모늄 수산화물 용액(aqueous tetramethylammonium hydroxide solution)을 포함하는
    방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 수용성 테트라메틸암모늄 수산화물 용액은 0.263N 테트라메틸암모늄 수산화물 용액인
    방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 SiARC 층은,
    Figure pct00008
    로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 모노머 유닛들을 포함하는 실리콘 함유 베이스 폴리머(a silicon containing base polymer)를 포함하고, 여기서 x는 대략 1에서 대략 2의 범위이며, R1은 발색단 성분(a chromophore moiety)이고, R2는 투명 성분(a transparent moiety)이며, 그리고 R3는 가교 콤포넌트를 갖는 반응을 위한 반응 사이트(a reactive site for reaction with a crosslinking component)인
    방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 발색단 성분은 불포화 탄소-탄소 결합들(unsaturated carbon-carbon bonds)을 함유하는
    방법.
  12. 제10항에 있어서,상기 반응 사이트는 수산기들(hydroxyl groups), 아미노기들(amino groups), 이미노기들(imino groups), 카르복실산들(carboxylic acids), 비닐 에테르들(vinyl ethers), 에폭시드들(epoxides) 및 그들의 혼합물들로 구성되는 그룹으로부터 선택되는
    방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 실리콘 함유 베이스 폴리머는,
    Figure pct00009
    의 적어도 하나의 모노머 유닛을 포함하는 상기 베이스 폴리머의 표면 성질(surface property)을 수정할 수 있는 폴리머를 더 포함하고, 여기서 x는 대략 1에서 대략 2의 범위이며, R4는 친수기에 링크된 산 불안정 기능성(an acid labile functionality linked to a hydrophilic group)으로 구성되는
    방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 산 불안정 기능성은 3차 알킬 카보네이트들(tertiary alkyl carbonates), 3차 알킬 에스테르들(tertiary alkyl esters), 제3 알킬 에테르들(tertiary alkyl ethers), 아세탈들(acetals) 및 케탈들(ketals)로 구성되는 그룹으로부터 선택되는
    방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 친수 사이드 그룹(hydrophilic side group)은 페놀들(phenols), 알콜들(alcohols), 카르복실산들(carboxylic acids), 아미드들(amides), 및 술폰아미드들(sulfonamides)로 구성되는 그룹으로부터 선택되는
    방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 베이스 폴리머에 대하여 상기 베이스 폴리머의 표면 성질(surface property)을 수정할 수 있는 상기 폴리머의 중량 비율(weight ratio)은 0.5:100에서 20:100 범위인
    방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 베이스 폴리머의 표면 성질을 수정할 수 있는 상기 폴리머는,
    Figure pct00010
    의 적어도 하나의 모노머 유닛을 더 포함하는
    방법.
  18. 제10항에 있어서, 상기 실리콘 함유 베이스 폴리머는,
    Figure pct00011
    의 화학 구성을 갖는 제1 타입의 모노머 유닛들,
    Figure pct00012
    의 화학 구성을 갖는 제2 타입의 모노머 유닛들, 및
    Figure pct00013
    의 화학 구성을 갖는 제3 타입의 모노머 유닛들을 포함하는 모노머 유닛들을 포함하는
    방법.
  19. 청구항19
    제17항에 있어서, 상기베이스 폴리머의 표면 성질을 수정할 수 있는 상기 폴리머는,
    Figure pct00014
    의 화학 구성을 갖는 제1 타입의 모노머 유닛들,
    Figure pct00015
    의 화학 구성을 갖는 제2 타입의 모노머 유닛들, 및
    Figure pct00016
    의 화학 구성을 갖는 제3 타입의 모노머 유닛들을 포함하는 붕소 실리케이트 폴리머(boron silicate polymer)를 포함하는
    방법.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 제1 타입의 모노머 유닛들은 상기 붕소 실리케이트폴리머의 40%보다 큰 몰 퍼센트(mole percentage)를 갖는
    방법.
KR1020157015655A 2013-03-15 2014-02-17 반사방지 코팅 층을 위한 습식 스트립 프로세스 KR102184205B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/833,317 US9460934B2 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Wet strip process for an antireflective coating layer
US13/833,317 2013-03-15
PCT/US2014/016700 WO2014149286A1 (en) 2013-03-15 2014-02-17 Wet strip process for an antireflective coating layer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160002663A true KR20160002663A (ko) 2016-01-08
KR102184205B1 KR102184205B1 (ko) 2020-11-27

Family

ID=51528999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157015655A KR102184205B1 (ko) 2013-03-15 2014-02-17 반사방지 코팅 층을 위한 습식 스트립 프로세스

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9460934B2 (ko)
JP (1) JP6172372B2 (ko)
KR (1) KR102184205B1 (ko)
DE (1) DE112014001478B4 (ko)
TW (1) TWI600079B (ko)
WO (1) WO2014149286A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9782804B1 (en) * 2012-01-26 2017-10-10 Tgs Solutions, Llc Method for passivating substrate surfaces
US9508560B1 (en) 2015-06-18 2016-11-29 International Business Machines Corporation SiARC removal with plasma etch and fluorinated wet chemical solution combination
JP6761166B2 (ja) * 2015-07-23 2020-09-23 セントラル硝子株式会社 ウェットエッチング方法及びエッチング液
WO2017151383A1 (en) * 2016-02-29 2017-09-08 Tokyo Electron Limited Selective siarc removal
KR20180134867A (ko) * 2016-03-30 2018-12-19 제이에스알 가부시끼가이샤 레지스트 프로세스용 막 형성 재료 및 패턴 형성 방법
KR102040068B1 (ko) * 2016-07-04 2019-11-04 동우 화인켐 주식회사 레지스트 박리액 조성물, 이를 사용하여 제조되는 디스플레이 기판의 제조방법 및 이에 따른 디스플레이 기판
US10114288B2 (en) * 2016-09-01 2018-10-30 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Silicon-containing underlayers
US10007184B2 (en) 2016-09-01 2018-06-26 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Silicon-containing underlayers
US10049876B1 (en) 2017-02-13 2018-08-14 International Business Machines Corporation Removal of trilayer resist without damage to underlying structure
JP7209556B2 (ja) * 2019-02-05 2023-01-20 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法および基板処理装置
WO2023055653A1 (en) * 2021-09-30 2023-04-06 Entegris, Inc. Articles having removable coatings and related methods

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6103637A (en) * 1998-03-13 2000-08-15 Micron Technology, Inc. Method for selective etching of antireflective coatings
KR20090101452A (ko) * 2007-01-03 2009-09-28 에이제트 일렉트로닉 머트리얼즈 유에스에이 코프. 코팅층용 스트립퍼
US20110207047A1 (en) * 2010-02-24 2011-08-25 International Business Machines Corporation Antireflective Hardmask Composition and a Method of Preparing a Patterned Material Using Same
KR20120082432A (ko) * 2009-09-29 2012-07-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판에 실리콘 함유 아크층을 재작업하는 방법

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5911836A (en) 1996-02-05 1999-06-15 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Method of producing semiconductor device and rinse for cleaning semiconductor device
US6319835B1 (en) 2000-02-25 2001-11-20 Shipley Company, L.L.C. Stripping method
US7001838B2 (en) * 2001-04-27 2006-02-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of wet etching an inorganic antireflection layer
US6749760B2 (en) 2001-10-26 2004-06-15 Intel Corporation Etchant formulation for selectively removing thin films in the presence of copper, tin, and lead
CN100338530C (zh) * 2001-11-02 2007-09-19 三菱瓦斯化学株式会社 剥离抗蚀剂的方法
EP1512050A2 (en) 2002-06-07 2005-03-09 Mallinckrodt Baker, Inc. Cleaning compositions for microelectronic substrates
US7393819B2 (en) 2002-07-08 2008-07-01 Mallinckrodt Baker, Inc. Ammonia-free alkaline microelectronic cleaning compositions with improved substrate compatibility
US6683008B1 (en) 2002-11-19 2004-01-27 International Business Machines Corporation Process of removing ion-implanted photoresist from a workpiece
US7700533B2 (en) 2005-06-23 2010-04-20 Air Products And Chemicals, Inc. Composition for removal of residue comprising cationic salts and methods using same
US20080096785A1 (en) * 2006-10-19 2008-04-24 Air Products And Chemicals, Inc. Stripper Containing an Acetal or Ketal for Removing Post-Etched Photo-Resist, Etch Polymer and Residue
JP4499751B2 (ja) * 2006-11-21 2010-07-07 エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッド フォトレジスト、エッチ残留物及びｂａｒｃを除去するための配合物及び同配合物を含む方法
US7718543B2 (en) 2006-12-08 2010-05-18 Applied Materials, Inc. Two step etching of a bottom anti-reflective coating layer in dual damascene application
US8614053B2 (en) 2009-03-27 2013-12-24 Eastman Chemical Company Processess and compositions for removing substances from substrates
US8288271B2 (en) * 2009-11-02 2012-10-16 International Business Machines Corporation Method for reworking antireflective coating over semiconductor substrate
JP5404459B2 (ja) * 2010-02-08 2014-01-29 東京応化工業株式会社 リソグラフィー用洗浄液及び配線形成方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6103637A (en) * 1998-03-13 2000-08-15 Micron Technology, Inc. Method for selective etching of antireflective coatings
KR20090101452A (ko) * 2007-01-03 2009-09-28 에이제트 일렉트로닉 머트리얼즈 유에스에이 코프. 코팅층용 스트립퍼
KR20120082432A (ko) * 2009-09-29 2012-07-23 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판에 실리콘 함유 아크층을 재작업하는 방법
US20110207047A1 (en) * 2010-02-24 2011-08-25 International Business Machines Corporation Antireflective Hardmask Composition and a Method of Preparing a Patterned Material Using Same

Also Published As

Publication number Publication date
US9460934B2 (en) 2016-10-04
DE112014001478T5 (de) 2015-12-17
JP2016513884A (ja) 2016-05-16
WO2014149286A1 (en) 2014-09-25
KR102184205B1 (ko) 2020-11-27
DE112014001478B4 (de) 2017-08-31
JP6172372B2 (ja) 2017-08-02
TW201507016A (zh) 2015-02-16
TWI600079B (zh) 2017-09-21
US20140273501A1 (en) 2014-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102184205B1 (ko) 반사방지 코팅 층을 위한 습식 스트립 프로세스
KR101715965B1 (ko) 규소 함유 레지스트 하층막 형성용 조성물 및 패턴 형성 방법
KR101735856B1 (ko) 레지스트 하층막 형성용 조성물, 및 패턴 형성 방법
KR102129856B1 (ko) 포토레지스트 패턴 트리밍 방법
US9249013B2 (en) Silicon hardmask layer for directed self-assembly
KR101570251B1 (ko) 규소 함유 반사 방지막 형성용 조성물, 규소 함유 반사 방지막 형성 기판 및 패턴 형성 방법
KR101901564B1 (ko) 산화텅스텐막 형성용 조성물 및 이것을 사용한 산화텅스텐막의 제조법
KR101776365B1 (ko) 레지스트 하층막 형성용 조성물 및 패턴 형성 방법
JP4086830B2 (ja) スピンオンａｒｃ／ハードマスク用のシリコン含有組成物
KR101801437B1 (ko) 티탄 함유 레지스트 하층막 형성용 조성물 및 패턴 형성 방법
KR101724792B1 (ko) 티탄 함유 레지스트 하층막 형성용 조성물 및 패턴 형성 방법
TWI737870B (zh) 包含金屬氧化物奈米粒子及有機聚合物之旋轉塗佈材料組合物
TW201616239A (zh) 感光性樹脂組成物、硬化膜、具備硬化膜的元件及半導體裝置、以及半導體裝置的製造方法
KR20140061381A (ko) 리소그래피 도포를 위한 소형 분자로부터의 금속-산화물 필름
US20120193762A1 (en) Reversal lithography approach by selective deposition of nanoparticles
KR101648612B1 (ko) 패턴 형성 방법
JP5825177B2 (ja) 多層レジストプロセス用無機膜形成組成物及びパターン形成方法
US20120264056A1 (en) Method of making radiation-sensitive sol-gel materials
JP3974295B2 (ja) パターン形成方法
KR20180118636A (ko) 실리콘 함유 조성물을 이용한 반도체 기판의 평탄화방법
US20140225252A1 (en) On-track reverse lithography to thin mask for fabrication of dark-field features
KR20180053309A (ko) 비닐기 또는 (메트)아크릴옥시기함유 폴리실록산을 포함하는 레지스트패턴 도포용 조성물
JP6738050B2 (ja) レジストパターン被覆用水溶液及びそれを用いたパターン形成方法
KR20190059893A (ko) 용제치환법을 이용한 레지스트패턴 도포용 조성물의 제조방법
JP2002198283A (ja) レジストパターン形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant