KR20160017295A

KR20160017295A - 실크를 이용한 감광제 조성물 및 이를 이용한 포토리소그래피 방법

Info

Publication number: KR20160017295A
Application number: KR1020140099704A
Authority: KR
Inventors: 김성환
Original assignee: 아주대학교산학협력단
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2014-08-04
Publication date: 2016-02-16
Also published as: KR101688171B1

Abstract

본 발명은 포토레지스트 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생체 친화 물질인 실크를 이용한 포토리소그래피에 사용되는 포토레지스트 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 포토레지스트 조성물은 기존에 사용되던 유독 물질을 물로 대체하여 친환경적이며, 물이 세척과 현상을 동시에 수행함으로써 공정을 간결하게 할 수 있다.

Description

실크를 이용한 감광제 조성물 및 이를 이용한 포토리소그래피 방법{Photoresist compositions comprising silk and photolithography method using this}

본 발명은 일반적으로 반도체 디바이스의 제조 공정에 관한 것이다. 보다 상세하게는 감광제 조성물 및 이를 이용하여 기판 상에 미세 회로 패턴을 형성할 수 있는 포토리소그래피 방법에 관한 것이다.

포토리소그래피(Photolithography)는 원하는 회로설계를 유리판 위에 금속패턴으로 만들어 놓은 마스크(mask)라는 원판에 빛을 쬐어 생기는 그림자를 웨이퍼 상에 전사시켜 복사하는 기술이며, 반도체의 제조 공정에서 설계된 패턴을 웨이퍼 상에 형성하는 가장 중요한 공정이다.

더욱 구체적으로는 웨이퍼의 표면에 감광제 조성물을 균일하게 도포하는 도포(coating)공정, 도포된 감광막으로부터 용매를 증발시켜 감광막이 웨이퍼의 표면에 부착하게 하는 소프트 베이킹(soft baking) 공정, 자외선 등의 광원을 이용하여 마스크 상의 회로패턴을 반복적, 순차적으로 축소 투영하면서 감광막을 노광시켜 마스크의 패턴을 감광막 상으로 전사하는 노광(露光, light exposure)공정, 광원에 대한 노출에 의한 감광에 따라 용해도 차와 같은 물리적 성질이 다르게 된 부분들을 현상액을 사용하여 선택적으로 제거하는 현상(現像, development)공정, 현상작업 후 웨이퍼 상에 잔류하는 감광막을 웨이퍼에 보다 긴밀하게 고착시키기 위한 하드 베이킹(hard baking) 공정, 현상된 감광막의 패턴에 따라 일정부위를 에칭하는 식각(蝕刻, etch)공정 및 상기 공정 후 불필요하게 된 감광막을 제거하는 스트립(strip) 공정 등으로 진행된다.

반도체 소자에 사용되는 물질들은 빛에 노출되어도 그 특성이 변화되지 않아, 노광공정을 통해 마스크 원판의 회로설계를 웨이퍼로 전사하기 위해서는 매개체가 필요한데 그 매개체를 감광제(photoresist, PR)라 한다. 감광제는 특정 파장의 빛을 받아 현상액에서의 용해도가 변하는 특성을 이용해 후속 현상처리 과정 중 빛을 받은 부분과 그렇지 않은 부분을 선택적으로 제거할 수 있는 물질을 말한다.

일반적으로 감광제는 현상액을 이용하여 빛에 의하여 선택적으로 변화된 부분을 제거하게 되는데, 빛을 받은 부위가 현상액에 의해 잘 녹는 경우를 파지티브 레지스트(positive resist), 그 반대를 네거티브 레지스트(negative resist)라고 한다.

종래의 포토리소그래피 공정에서 사용되는 감광제는 공개특허공보 제10-2006-0109697호에서 개시된 바와 같이 포토레지스트 중합체를 합성하는 반응에 있어서 테트라히드로퓨란, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭사이드, 메틸에틸케톤, 디옥산, 벤젠, 톨루엔 및 자일렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 유기용매 존재 하에서 수행되는 등 벤젠성분을 포함하며, 공개특허공보 제10-2010-0138541호에 개시된 현상액으로 사용되는 유기용매 역시 메탄올, 에탄올, 톨루엔, 벤젠 및 에테르 등 유독한 물질을 사용하여 반도체 공정 인력이 감광제의 고약한 냄새로 인한 두통과 어지럼증을 유발할 뿐만 아니라 빈번하게 화학물질에 노출되어 백혈병과 암, 생식 질병을 유발할 수 있는 등의 문제점이 존재한다.

상기와 같은 문제점으로 인하여 생체 친화적이고, 친환경적인 물질을 사용하는 감광제, 현상액 등이 필요한 실정이다.

본 발명은 포토리소그래피 공정에 사용되는 생체 친화적 물질인 실크로부터 추출된 실크 피브로인 수용액으로 이루어진 감광제를 제공한다.

또한 본 발명은 생체 친화적 물질인 실크로부터 추출된 실크 피브로인 수용액으로 이루어진 감광제를 사용하는 도포 공정 및 인체에 무해한 물을 현상액으로 사용하는 현상 공정을 포함하는 포토리소그래피 공정을 제공한다.

본 발명은 실크 피브로인 수용액으로 이루어진 감광제 조성물을 제공할 수 있다. 상기 실크 피브로인 수용액은 수용액 100 중량부에 대하여 바람직하게는 3 내지 7 중량부의 실크 피브로인을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 실크 피브로인 수용액은 실크로부터 세리신을 제거하여 분리되는 피브로인을 포함하는 수용액인 것을 특징으로 하는 감광제 조성물을 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 실크 피브로인 수용액으로 이루어진 감광제 조성물을 기판 상에 코팅시켜 감광막을 형성하는 도포 단계; 상기 감광막이 형성된 기판을 유기용매로 처리하는 전처리 단계; 금속으로 패터닝된 마스크를 통하여 상기 전처리된 기판 상에 빛을 조사하는 노광단계; 및 물을 사용하여 선택적으로 감광막을 제거하는 현상단계를 포함하는 포토리소그래피 방법을 제공할 수 있다.

상기 도포단계의 감광막은 수용성이며, 상기 전처리 단계의 유기용매는 메탄올인 것이 바람직하다.

상기 전처리 단계의 유기용매 처리 후의 감광막은 크로스 링킹을 형성하여 수불용성이며, 상기 노광 단계는 200nm 이하의 파장을 갖는 광원을 이용하여 빛을 조사하는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 현상 단계는 물을 사용하여 노광된 부분의 감광막은 제거하고, 노광되지 않은 부분의 감광막만을 남겨 패턴을 현상하는 포토리소그래피 방법을 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 포토리소그래피 방법을 이용하여 제조된 반도체 디바이스를 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 생체 친화적 물질인 실크로 이루어진 감광제로 기존의 인체에 유해한 감광제를 대체하여 공정을 진행하고, 현상 공정 또한 물을 사용하여 진행함으로써 전체적인 공정에 있어서 기존의 공정과 비슷한 노광시간, 즉 비슷한 생산성을 유지하면서도 높은 해상도를 가지며, 생체 친화적 물질인 실크와 물만을 사용함으로서 물이 세척과 현상을 동시에 수행할 수 있으므로 공정이 간결화 되어 공정의 저비용, 시간단축의 효과를 제공하며, 특히 최근 문제화된 반도체 공장에서의 감광제 및 현상액으로 인한 유독 물질에의 노출을 감소시킬 수 있는 친환경적인 공정을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 감광막(20)이 형성된 기판(10) 상에 금속 패터닝된 마스크(30)가 배치된 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 감광막(20)이 형성된 기판(10) 상에 금속 패터닝된 마스크(30)를 밀착 접촉시킨 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 마스크(30)와 밀착 접촉된 감광막(20) 형성된 기판(10)에 Arf 레이저와 오존 램프로 노광한 상태의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예인 노광 이후 물로 현상한 상태의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예인 ArF 엑시머 레이저의 조사시간에 따른 실리콘 기판의 현미경 사진이다.
도 6는 본 발명의 일실시예인 오존램프의 조사시간에 따른 실리콘 기판의 현미경 사진이다.
도 7은 본 발명의 일실시예인 전처리 시 실크 피브로인 성분의 구조 변화를 나타낸 도이다.

이하에 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 한다. 본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한은 기술적으로 통상의 기술을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

본 명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한 포함(comprise, comprises, comprising)이라는 용어는 언급된 물건, 단계 또는 일군의 물건, 및 단계를 포함하는 것을 의미하고, 임의의 어떤 다른 물건, 단계 또는 일군의 물건 또는 일군의 단계를 배제하는 의미로 사용된 것은 아니다.

한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 이에 따른 효과를 설명하기로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 감광제 조성물은 실크 피브로인 수용액으로 이루어질 수 있다. 상기 실크 피브로인 수용액은 수용액 100 중량부에 대하여 바람직하게는 3 내지 7 중량부, 더욱 바람직하게는 4 내지 5 중량부의 실크 피브로인을 포함할 수 있다. 또한 상기 실크 피브로인 수용액은 실크로부터 세리신을 제거하여 분리되는 피브로인을 포함하는 수용액인 것을 특징으로 할 수 있다.

실크 피브로인은 단백질의 구성요소인 다양한 아미노산(Amino-Acid)과 그 아미노산의 결합체가 혼재된 펩타이드(Peptide)물질로서 높은 생리적 활성을 가지고 있고, 함유한 아미노산의 종류와 그 결합 형태에 따라 다방면의 용도로 활용될 수 있는 물질로서 누에고치 실크로부터 추출될 수 있다.

실크 피브로인은 실크의 가는 실의 외피를 형성하고 있는 세리신 (Sericin)이라는 물질을 가공공정을 통해 녹여 제거하고 그 내부에 존재하는 피브로인(Fibroin)이라는 단백질을 얻은 다음 각종 효소 등을 촉매로 하여 가수분해를 통해 얻어지는데, 이때 가수분해방법 및 잔류물을 여과하는 방법에 따라 아미노산의 조성 및 분자량에 차이가 나며 실크 피브로인의 특성도 달라진다.

본 발명에 의한 감광제 조성물로서 실크 피브로인 수용액은 수용액 100 중량부에 대하여 3 내지 7 중량부의 실크 피브로인을 포함하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 4 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.

실크 피브로인 수용액은 실크로부터 세리신을 제거하여 분리되는 피브로인을 포함하는 수용액인 것을 특징으로 할 수 있다. 실크 섬유에 물과 탄산나트륨을 첨가하여 가열하고 건조한 후, LiBr 용액을 사용하여 실크를 녹인 후, 저분자 용질만이 투과할 수 있는 반투막을 이용하여 피브로인을 포함하는 액상의 실크 피브로인을 포함하는 수용액을 제조할 수 있다.

더욱 구체적으로는 실크 섬유에 물과 탄산나트륨을 첨가하여 180 내지 210℃에서 50 내지 70분 동안 가열하고 건조한 후 9.3M의 LiBr 용액을 사용하여 50 내지 70℃에서 3.5 내지 4.5시간 동안 실크를 녹인 후, 저분자 용질만이 투과할 수 있는 반투막을 이용하여 피브로인을 포함하는 액상의 실크 피브로인을 포함하는 수용액을 제조할 수 있다.

본 발명에 의한 감광제 조성물은 기존의 감광제 조성물이 inhibitor 이외에 matrix material, solvent 등을 포함하는 것과는 달리 실크 피브로인이 포함된 물로 그 자체로써 감광제로 사용되는 것을 특징으로 한다. 생체 친화적 물질인 실크 피브로인과 물로 구성됨으로써 기존의 인체에 유해한 감광제를 대체하여 공정을 진행할 수 있으며, 반도체 디바이스 제조 공정에 있어서의 유독 물질에의 노출을 감소시킬 수 있는 친환경적인 공정을 제공할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일측면에 따른 포토리소그래피 방법은 실크 피브로인 수용액으로 이루어진 감광제 조성물을 기판(10) 상에 코팅시켜 감광막(20)을 형성하는 도포 단계; 상기 감광막이 형성된 기판을 유기용매로 처리하는 전처리 단계; 금속으로 패터닝된 마스크(30)를 통하여 상기 전처리된 기판 상에 빛을 조사하는 노광단계; 물을 사용하여 선택적으로 감광막을 제거하는 현상단계를 포함한다.

도포 단계는 감광제 조성물을 기판(10)에 일정하게 도포하여 원하는 두께로 감광막(20)을 형성하는 단계로서, 일반적인 코팅방법에 의해 기판에 감광막을 형성할 수 있다. 코팅 방법은 스핀 코팅, 딥핑, 롤러 코팅 또는 다른 일반적인 코팅방법에 의해 기판에 적용할 수 있다. 이들 중에서 스핀 코팅이 전형적이다. 감광제를 기판 위에 배치한 후 스핀코터를 이용하여 기판을 매우 빠른 속도로 회전시키면서 원심력에 의해 감광제를 기판 상에 코팅시킬 수 있다. 형성되는 감광막의 두께는 감광제의 점도나 농도, 그리고 스핀 속도를 조절하여 수십 나노미터에서 수 마이크로미터 정도까지 조절할 수 있다.

실크 피브로인 수용액으로 이루어진 감광제는 천연 고분자인 실크를 이용하여 유독 물질을 포함하지 않아 생체 친화적이고 친환경적인 포토리소그래피 공정을 제공할 수 있으며, 기존의 포토리소그래피 공정에 사용되던 벤젠 등 유독 물질을 포함하는 감광제를 대체할 수 있다.

도포단계의 기판(10)은 예컨대 실리콘 또는 화합물 반도체(예를 들어, III-V 또는 II-VI)와 같은 반도체, 유리, 석영, 세라믹, 구리 등과 같은 물질일 수 있다. 전형적으로, 기판은 단결정 실리콘 또는 화합물 반도체 웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼이며, 그의 표면상에 형성된 하나 이상의 층 및 패턴화된 피처를 가질 수 있다. 패턴화될 하나 이상의 층이 기판 위에 제공될 수 있다. 임의로는, 예를 들어 기판 물질 내에 트렌치(trenches)를 형성하고자 할 경우, 하부 베이스 기판 물질 자체도 패턴화될 수 있다. 베이스 기판 물질 자체를 패터닝할 경우, 패턴은 기판의 층 내에 형성될 것으로 판단된다.

상기 층은 하나 이상의 전도층, 예컨대 알루미늄층, 구리층, 몰리브덴층, 탄탈륨층, 티타늄층, 텅스텐층, 이들 금속의 합금층, 니트라이드층 또는 실리사이드층(silicides), 도핑된 무정형 실리콘층 또는 도핑된 폴리실리콘층, 하나 이상의 유전체층, 예컨대 실리콘 옥사이드층, 실리콘 니트라이드층, 실리콘 옥시니트라이드층, 또는 금속 옥사이드층, 단결정 실리콘과 같은 반도체층 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 에칭될 층은 플라즈마-증강 CVD, 저압력 CVD 또는 에피택셜 성장과 같은 화학 증착법(CVD); 스퍼터링 또는 증발과 같은 물리적 증착법(PVD); 또는 일렉트로플레이팅법 등과 같은 다양한 기술로 형성될 수 있다. 에칭될 하나 이상의 층의 특정 두께는 형성될 물질 및 장비에 따라 변경될 것이다.

전처리 단계는 파지티브 현상(positive development)을 위해 실크 피브로인 수용액으로 이루어진 감광막이 코팅된 기판을 유기용매 담금(immersion) 처리하는 단계를 의미한다.

기판에 코팅된 실크 피브로인 감광막은 분자구조가 랜덤 코일(random coil) 형태이며 분자 사이의 인력이 약하여 수용성(water-soluble)을 지닌다. 수용성이기 때문에 후술할 현상단계에서 물을 사용한 파지티브 현상(positive development)을 하기 위해서는 수불용성(water-insoluble)으로 처리하는 과정이 필요한데, 이는 유기용매 처리를 통해 수불용성으로 만들 수 있다. 유기용매로는 메탄올을 사용하는 것이 바람직하고, 담금 시간은 4 내지 6초인 것이 바람직하다.

도 7에 나타낸 것과 같이 실크 피브로인 수용액으로 이루어진 감광막에 유기용매 담금 처리를 하여 수분이 제거되면 소수성 영역끼리 수소결합을 형성하여 β-sheet 구조로 결정화(crystallized)되어 3차원 구조인 크로스 링킹(cross-linking)을 형성하고 수불용성이 되며 하이드로겔 특성을 가지게 된다.

따라서 전처리된 실크 피브로인 수용액으로 이루어진 감광막이 형성된 기판에 금속 패턴이 형성된 마스크를 통해 노광을 하게 되면 노광된 부분은 현상액(물)에 의해 제거되고, 노광되지 않은 부분은 수불용성을 유지하여 현상액(물)에 의해 제거되지 않음으로써 파지티브 현상을 가능하게 한다.

노광 단계는 노광된 영역과 노광되지 않은 영역 사이에서 용해도 차를 생성하는 것으로 회로가 금속으로 패터닝된 마스크(30)에 빛을 통과시켜 감광막이 형성된 기판 표면에 회로 패턴을 그리는 단계이다. 금속 패터닝 마스크(30)는 후술할 현상 단계에서 각각 남는 것과 제거되는 감광막의 영역에 해당하는 광학적으로 투명한 영역과 광학적으로 불투명한 영역을 가진다. 금속 패터닝 마스크로는 퓨즈드 실리카(fused silica)에 크롬으로 회로가 패터닝된 마스크를 사용할 수 있다.

노광 단계에 사용되는 광원은 200nm 이하의 광원으로 파장 198nm ArF 엑시머 레이저 또는 오존발생파장 184.9nm 오존램프를 사용할 수 있다. 이는 반도체 양산라인에 사용되는 파장의 광원이며, 따라서 높은 해상도의 반도체 공정이 가능함을 의미한다.

노광 단계는 포토리소그래피 공정 중 가장 핵심이 되는 단계로서 빛의 양이 너무 적으면 감광막이 완전히 제거되기 어렵고(Underdevelopment), 상대적으로 빛의 양이 너무 많으면 원하지 않는 부분까지 녹아나가기 때문에(Overdevelopment) 적당히 조절하여야 한다.

패턴이 확인되는 ArF 엑시머 레이저 조사시간은 2 내지 10분이며, 이때의 분당 조사량은 약 6mJ/cm² 이다. 또한 패턴이 확인되는 오존램프 조사시간은 5 내지 7분이며, 이때의 분당 조사랑은 16 내지 17mJ/cm²이다.

현상단계는 노광된 부분은 현상액에 의해 제거되지 않고, 노광되지 않은 부분은 현상액에 의해 제거하는 포지티브 현상이 가능하며, 전술한 전처리 단계를 통하여 실크 피브로인을 포함한 감광막은 수불용성이므로 현상액으로는 물을 사용할 수 있다. 따라서 물을 노광된 기판을 분사하게 되면 노광된 부분의 실크 피브로인을 포함한 감광막은 씻겨 나가고, 노광되지 않은 부분의 감광막은 그대로 남게 되어 양각 패턴 현상이 가능하다.

현상 방법은 예를 들면 스핀코팅 또는 퍼들 코팅 등의 방법을 노광된 기판에 적용할 수 있으며, 현상 시간은 감광막의 노광된 영역을 제거하는데 효과적인 시간 동안이며, 5 내지 30초가 바람직하고, 현상 온도는 실온에서 수행되는 것이 전형적이다.

일반적인 현상액으로는 유기 현상제, 예를 들면 케톤, 에스테르, 에테르, 탄화수소 및 이들의 혼합물에서 선택되는 용매이지만 본 발명의 일실시예에 따른 포토리소그래피 공정의 현상 단계에서는 현상액으로 물을 사용하며 별도의 첨가제를 필요로 하지 않으므로 전체적인 공정에 있어서 기존의 공정과 비슷한 노광시간, 즉 비슷한 생산성을 유지하면서도 단파장의 광원을 이용하여 높은 해상도를 가지며, 물이 세척과 현상을 동시에 수행할 수 있으므로 공정이 간결화되어 공정의 저비용, 시간단축의 효과를 제공하며, 특히 최근 문제화된 반도체 공장에서의 감광제 및 현상액으로 인한 유독 물질에의 노출을 감소시킬 수 있는 생체 친화적이고, 친환경적인 공정을 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 포토리소그래피 공정은 일반적인 포토리소그래피 공정에서 이루어지는 베이킹(baking) 단계, 식각(etching) 단계, 스트립(strip) 단계 등을 더 포함할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 일측면에 따른 반도체 디바이스는 상기 본 발명에 의한 포토리소그래피 공정을 이용하여 집적 회로, 부품, 박막 회로, 프린트 배선 패턴 등이 형성된 모든 반도체 디바이스를 포함한다.

실시예

도 1 내지 도 4를 참고하여 본 발명에 의한 포토리소그래피 방법의 일 실시예는 다음과 같다.

실크 섬유 5g에 물 2L와 탄산나트륨 4.24g을 첨가 하고 200℃에서 1시간 동안 가열하여 건조 후 9.3M LiBr 용액을 사용하여 실크를 60℃에서 4시간 동안 녹인 후 반투막을 이용한 투석 카세트를 사용하여 세리신 성분이 제거되고 피브로인 성분으로 이루어진 실크 피브로인 수용액을 제조하였다.

실크 추출물을 포함하는 감광제를 스핀코터를 사용하여 실리콘 기판(10) 위에 100nm ~ 200nm 두께로 스핀 코팅 시킨 후, 감광막(20)이 형성된 실리콘 기판을 메탄올로 5초 동안 처리하였다.

상기 처리된 감광막이 형성된 실리콘 기판 상에 두께 100nm의 퓨즈드 실리카 크롬 패턴 마스크(30)를 올린 후 파장 198nm ArF 엑시머 레이저와 오존발생파장 184.9nm 오존램프로 조사시간 및 조사량을 달리하여 노광 공정을 진행하였다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 감광막(20)이 형성된 기판(10) 상에 금속 패터닝된 마스크(30)가 배치된 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예인 감광막(20)이 형성된 기판(10) 상에 금속 패터닝된 마스크(30)를 밀착 접촉시킨 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일실시예인 마스크(30)와 밀착 접촉된 감광막(20) 형성된 기판(10)에 Arf 레이저와 오존 램프로 노광한 상태의 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일실시예인 노광 이후 물로 현상한 상태의 단면도이다.

구분	조사시간(min)	도즈량(mJ/cm²)
실시예1	2	12
실시예2	5	30
실시예3	10	60

표 1은 파장 198nm ArF 엑시머 레이저를 사용하여 조사시간 및 조사량을 달리하여 노광 공정을 진행한 것이며, 기판에 실크 피브로인 수용액으로 감광막을 스핀 코팅 후 메탄올 처리하여 ArF 엑시머 레이저를 사용하여 2분, 5분, 10분 조사한 후 물로 현상한 각각의 샘플과 패턴을 현미경으로 확인한 사진을 도 5에 나타내었다.

구분	조사시간(min)	도즈량(mJ/cm²)
실시예4	0.5	8
실시예5	1	17
실시예6	2	34
실시예7	5	84
실시예8	6	101
실시예9	7	118

표 2는 오존발생파장 184.9nm 오존램프를 사용하여 조사시간 및 조사량을 달리하여 노광 공정을 진행한 것이며, 기판에 실크 피브로인 수용액으로 감광막을 스핀 코팅 후 메탄올 처리하여 오존램프를 사용하여 5분, 6분, 7분 조사한 후 물로 현상한 각각의 샘플과 패턴을 현미경으로 확인한 사진을 도 6에 나타내었다.

전술한 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 실리콘 기판
20 : 감광막
30 : 금속 패터닝 마스크

Claims

실크 피브로인 수용액으로 이루어진 감광제 조성물.
제1항에 있어서,
상기 실크 피브로인 수용액은 수용액 100 중량부에 대하여 3 내지 7 중량부의 실크 피브로인을 포함하는 것을 특징으로 하는 감광제 조성물.
제1항에 있어서,
상기 실크 피브로인 수용액은 실크로부터 세리신을 제거하여 분리되는 피브로인을 포함하는 수용액인 것을 특징으로 하는 감광제 조성물.
실크 피브로인 수용액으로 이루어진 감광제 조성물을 기판 상에 코팅시켜 감광막을 형성하는 도포 단계;
상기 감광막이 형성된 기판을 유기용매로 처리하는 전처리단계;
금속으로 패터닝된 마스크를 통하여 상기 전처리된 기판 상에 빛을 조사하는 노광단계; 및
물을 사용하여 선택적으로 감광막을 제거하는 현상단계를 포함하는 포토리소그래피 방법.
제4항에 있어서,
상기 실크 피브로인 수용액은 수용액 100 중량부에 대하여 3 내지 7 중량부의 실크 피브로인을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 방법.
제4항에 있어서,
상기 도포 단계의 상기 실크 피브로인 수용액은 실크로부터 세리신을 제거하여 분리되는 피브로인을 포함하는 수용액인 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 방법.
제4항에 있어서,
상기 도포 단계의 감광막은 수용성인 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 방법.
제4항에 있어서,
상기 전처리 단계는 유기용매로 메탄올을 사용하여 4 내지 6초 간 담금 처리하는 단계인 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 방법.
제4항에 있어서,
상기 전처리 단계의 유기용매 처리 후의 감광막은 크로스 링킹을 형성하여 수불용성인 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 방법.
제4항에 있어서,
상기 노광 단계는 200nm 이하의 파장을 갖는 광원을 이용하여 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 방법.
제4항에 있어서,
상기 현상 단계는 물을 사용하여 노광된 부분의 감광막은 제거하고, 노광되지 않은 부분의 감광막만을 남겨 패턴을 현상하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 방법.
제4항 내지 제11항 중 어느 하나의 포토리소그래피 방법에 의해 제조된 반도체 디바이스.