KR20210028055A - 낮은 활성화 에너지 리간드 또는 높은 현상액 용해도 리간드를 갖는 euv 포토레지스트 - Google Patents

낮은 활성화 에너지 리간드 또는 높은 현상액 용해도 리간드를 갖는 euv 포토레지스트 Download PDF

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Abstract

포토레지스트는 금속을 포함하는 코어기, 및 코어기에 결합된 하나 이상의 제1 리간드 또는 하나 이상의 제2 리간드를 포함한다. 제1 리간드는 각각 하기 구조를 가지며:
Figure pat00045
;
제2 리간드는 각각 하기 구조를 가지며:
Figure pat00046
;
Figure pat00047
은 코어기를 나타낸다. L'는 수소(H) 또는 불소(F)에 의해 포화된 0∼2개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타낸다. L은 H 또는 F에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타낸다. L"는 H에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타낸다. L"'는 H 또는 F에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타낸다. 링커는 L" 및 L"'를 함께 연결하는 화학물질을 나타낸다.

Description

낮은 활성화 에너지 리간드 또는 높은 현상액 용해도 리간드를 갖는 EUV 포토레지스트{EUV PHOTORESIST WITH LOW-ACTIVATION-ENERGY LIGANDS OR HIGH-DEVELOPER-SOLUBILITY LIGANDS}
우선권 데이터
본원은 발명의 명칭이 "낮은 활성화 에너지 리간드 또는 높은 현상액 용해도 리간드를 갖는 EUV 포토레지스트"인 2019년 8월 28일자로 출원된 미국 가 특허 출원 번호 제62/892,666호의 실용 특허 출원이며, 이의 내용은 본원에서 그의 전체가 참조로 포함된다.
반도체 집적 회로(IC: integrated circuit) 산업은 기하 급수적으로 성장하고 있다. IC 재료 및 설계의 기술적 진보는 각 세대에서 이전 세대보다 더 작고 더욱 복잡한 회로가 있는 세대의 IC를 생산하고 있다. IC 진화 과정에서, 기능 밀도(즉, 칩 영역 당 상호 연결된 디바이스의 수)는 일반적으로 증가하는 반면 기하학적 크기(즉, 제조 공정(fabrication process)을 사용하여 생성될 수 있는 가장 작은 구성 요소(또는 라인))는 감소하였다. 이러한 축소 공정은 일반적으로 생산 효율을 증가시키고 관련 비용을 절감시킴으로써 이점을 제공한다. 이러한 축소는 또한 IC 처리 및 제조의 복잡성도 또한 증가시키고 있다.
이러한 진보가 실현되기 위해서는, IC 처리 및 제조에서의 유사한 개발이 필요하다. 예를 들어, 고해상도 리소그래피 공정을 수행할 필요성이 증가하고 있다. 하나의 리소그래피 기술은 극자외선(EUV) 리소그래피이다. EUV 리소그래피는 약 1-100 나노미터(nm)의 파장을 갖는, 극자외선 영역의 광을 사용하는 스캐너를 이용한다. 일부 EUV 스캐너는 일부 광학 스캐너와 유사한 4X 축소 투영 인쇄를 제공하며, 단, EUV 스캐너는 굴절 광학이 아닌 반사 광학, 즉 렌즈가 아닌 거울을 사용하는 점이 상이하다. EUV 스캐너는 반사 마스크 상에 형성된 흡수층("EUV" 마스크 흡수체) 상에 원하는 패턴을 제공한다.
그러나, 종래의 EUV 리소그래피는 일반적으로 그의 의도된 목적에는 충분하지만, 모든 양태에서 완전히 만족 스럽지는 않았다. 예를 들어, 종래의 EUV 포토레지스트 재료는 광자 흡수 및 라인 폭 거칠기(LWR: line-width-roughness)에 대해 최적화되어 있지 않다.
본 개시의 양태는 첨부 도면과 함께 읽을 때 하기의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 업계의 표준 관행에 따라, 다양한 피처가 축적으로 그려져 있지 않은 점에 유의하여야 한다. 사실상, 다양한 피처의 치수는 명확하게 논의하기 위해 임의로 증가 또는 감소될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일부 구체예에 따라 구성된 리소그래피 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 개시의 일부 구체예에 따라 구성된 EUV 마스크의 단면도이다.
도 3은 본 개시의 일부 구체예에 따른 제조 스테이지에서의 반도체 디바이스의 도식적인 부분 단면 측면도이다.
도 4는 본 개시의 일부 구체예에 따른 포토레지스트의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 9는 본 개시의 구체예에 따른 포토레지스트의 화학식 부분을 예시한다.
도 10 내지 도 11은 본 개시의 일부 구체예에 따른 다양한 제조 스테이지에서의 반도체 디바이스의 도식적인 부분 단면 측면도이다.
도 12는 본 개시의 일부 구체예에 따른 반도체 디바이스를 제조하는 방법의 흐름도이다.
상세한 설명
하기의 개시는 본 발명의 상이한 피처를 구현하기 위한 많은 상이한 구체예 또는 예를 제공한다. 본 개시를 단순화하기 위한 구성 요소 및 배열의 특정 예가 하기에서 기술된다. 이들은 물론 단지 예일 뿐이며 제한하는 것을 의도하는 것은 아니다. 예를 들어, 하기의 설명에서 제2 피처 상에 또는 그 위에 제1 피처의 형성은 제1 및 제2 피처가 직접 접촉하여 형성되는 구체예를 포함할 수 있고, 또한 추가의 피처는 제1 및 제2 피처가 직접 접촉하지 않을 수 있도록 제1 및 제2 피처 사이에 형성될 수 있는 구체예를 포함할 수 있다. 또한, 본 개시는 다양한 예에서 참조 번호 및/또는 문자를 반복할 수 있다. 이러한 반복은 단순성 및 명확성을 목적으로 하는 것이며, 그 자체가 논의된 다양한 구체예 및/또는 구성 간의 관계를 규정하는 것은 아니다.
또한, 공간적으로 상대적인 용어, 예컨대, "아래(beneath)", "밑에(below)", "더 낮은(lower)", "위에(above)", "더 위에(upper)" 등은 도면에서 예시된 바의 하나의 요소 또는 또 다른 요소(들) 또는 피처(들)에 대한 피처의 관계를 설명하는 기술의 편의를 위해 본원에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향에 더하여 사용 또는 작동 중인 디바이스의 상이한 배향을 포함하도록 의도된다. 장치는 다르게 배향될 수 있고(90도 회전되거나 다른 배향으로), 본원에서 사용되는 공간적으로 상대적인 디스크립터도 마찬가지로 이에 따라 해석될 수 있다.
더 추가로, "약", "대략" 등으로 숫자 또는 숫자 범위가 기술될 때, 용어는 예컨대 기술된 수의 +/- 10% 내의 기술된 숫자 또는 당업자가 이해하는 다른 값을 포함하는 합리적인 범위 내에 있는 숫자를 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 용어 "약 5 nm"는 4.5 nm 내지 5.5 nm의 치수 범위를 포함한다.
상기 기술된 진보된 리소그래피 공정, 방법 및 재료는 FinFET(fin-type field effect transistor)를 포함하는 많은 적용에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 핀은 피처 사이에 비교적 가까운 공간을 생성하도록 패턴화될 수 있으며, 따라서 상기 개시가 적절하다. 또한, 맨드릴로도 지칭되는 FinFET의 핀 형성에 사용되는 스페이서는 상기 개시에 따라 처리될 수 있다.
극자외선(EUV) 리소그래피는 작은 반도체 디바이스 크기를 달성하는 능력으로 인해 널리 사용되게 되었다. 그러나, 종래의 EUV 포토레지스트는 여전히 개선이 필요할 수 있다. 예를 들어, EUV 리소그래피에서의 포토레지스트는 비-EUV 리소그래피에 사용된 포토레지스트에 비해 여전히 약한 광 흡수를 가질 수 있다. 또 다른 예로서, EUV 리소그래피는 전형적으로 감도와 라인 폭 거칠기(LWR) 사이의 트레이드 오프와 관련된다. 따라서, 종래의 EUV 포토레지스트 설계를 개선할 필요가 있을 수 있다.
본 개시는 신규 리간드 구조를 갖는 EUV 포토레지스트에 관한 것이다. 예를 들어, 리간드는 종래의 EUV 포토레지스트에 비해 더 낮은 활성화 에너지를 가질 수 있다. 또 다른 예로서, 리간드는 종래의 EUV 포토레지스트보다 더 높은 현상된 용해도를 가질 수 있다. 본 개시의 이러한 다양한 양태는 하기에서 더 상세하게 논의된다. 먼저, EUV 리소그래피 시스템이 도 1-2를 참조하여 하기에서 논의될 것이다. 다음으로, 다양한 첨가제의 세부 사항이 도 3-12를 참조하여 본 개시의 구체예에 따라 기술된다.
도 1은 일부 구체예에 따라 구성된 EUV 리소그래피 시스템(10)의 개략도이다. EUV 리소그래피 시스템(10)은 또한 일반적으로 각각의 방사선원 및 노출 모드로 리소그래피 노출 공정을 수행하도록 구성된 스캐너로 지칭될 수 있다. EUV 리소그래피 시스템(10)은 EUV 광 또는 EUV 방사선에 의해 포토레지스트 층을 노출 시키도록 설계된다. 포토레지스트 층은 EUV 광에 민감한 재료이다. EUV 리소그래피 시스템(10)은 약 1 nm 내지 약 100 nm 범위의 파장을 갖는 EUV 광과 같은 EUV 광을 생성하기 위해 방사선원(12)을 사용한다. 하나의 특정 예에서, 방사선원(12)은 약 13.5 nm에 중심을 둔 파장을 갖는 EUV 광을 생성한다. 따라서, 방사선원(12)은 또한 EUV 방사선원(12) 이라고도 지칭된다.
리소그래피 시스템(10)은 또한 조명기(14)를 사용한다. 다양한 구체예에서, 조명기(14)는 방사선원(12)으로부터 광을 마스크 스테이지(16) 상으로, 특히 마스크 스테이지(16) 상에 고정된 마스크(18)로 향하게 하기 위해 다양한 굴절 광학 구성 요소, 예컨대 단일 렌즈 또는 다중 렌즈(존 플레이트)를 갖는 렌즈 시스템 또는 대안적으로 반사 광학(EUV 리소그래피 시스템 용), 예컨대 단일 미러 또는 다중 미러를 갖는 미러 시스템을 포함한다. 방사선원(12)이 EUV 파장 범위에서 광을 생성하는 본 구체예에서, 조명기(14)는 반사 광학을 사용한다. 일부 구체예에서, 조명기(14)는 쌍극자 조명 구성 요소를 포함한다.
일부 구체예에서, 조명기(14)는 마스크(18)에 적절한 조명을 제공하여 미러를 구성하도록 작동 가능하다. 한 예에서, 조명기(14)의 미러는 EUV 광을 상이한 조명 위치로 반사 시키도록 전환 가능하다. 일부 구체예에서, 조명기(14) 이전의 스테이지는 EUV 광을 조명기(14)의 미러와 상이한 조명 위치로 향하도록 제어 가능한 다른 전환 가능한 미러를 더 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 조명기(14)는 축상 조명(ONI: on-axis illumination)을 마스크(18)에 제공하도록 구성된다. 예에서, 부분 간섭성 σ가 최대 0.3인 디스크 조명기(14)가 사용된다. 일부 다른 구체예에서, 조명기(14)는 축외 조명(OAI: off-axis illumination)을 마스크(18)에 제공하도록 구성된다. 예에서, 조명기(14)는 쌍극자 조명기이다. 쌍극자 조명기는 일부 구체예에서 최대 0.3의 부분 간섭성 σ을 갖는다.
리소그래피 시스템(10)은 또한 마스크(18)를 고정하도록 구성된 마스크 스테이지(16)를 포함한다. 일부 구체예에서, 마스크 스테이지(16)는 마스크(18)를 고정하기 위한 정전 척(e-chuck)을 포함한다. 이는 기체 분자가 EUV 광을 흡수하기 때문이며, EUV 리소그래피 패터닝을 위한 리소그래피 시스템은 EUV 강도 손실을 방지하기 위해 진공 환경에서 유지된다. 본 개시에서, 마스크, 포토마스크 및 레티클의 용어는 동일한 항목을 지칭하기 위해 상호 교환적으로 사용된다.
본 구체예에서, 리소그래피 시스템(10)은 EUV 리소그래피 시스템이며, 마스크(18)는 반사 마스크이다. 마스크(18)의 한 예시적인 구조가 설명을 위해 제공된다. 마스크(18)는 낮은 열팽창 재료(LTEM: low thermal expansion material) 또는 용융 석영과 같은 적절한 재료를 갖는 기판을 포함한다. 다양한 예에서, LTEM은 TiO2 도핑된 SiO2, 열팽창이 낮은 다른 적절한 재료를 포함한다. 일부 구체예에서, LTEM은 5 중량% - 20 중량%의 TiO2를 포함하고 약 1.0 x 10-6/℃ 미만의 열 팽창 계수를 갖는다. 예를 들어, 일부 구체예에서, LTEM의 TiO2 도핑된 SiO2 재료는 1℃ 마다의 온도 변화에 대하여 60 ppb(parts-per-billion) 미만으로 변화하도록 하는 열 팽창 계수를 갖는다. 물론, TiO2 도핑된 SiO2와 동등하거나 더 작은 열 팽창 계수를 갖는 다른 적절한 재료도 또한 사용될 수 있다.
마스크(18)는 또한 기판 상에 증착된 반사 ML을 포함한다. ML은 복수의 필름 쌍, 예컨대 몰리브덴-규소(Mo/Si) 필름 쌍(예컨대, 각각의 필름 쌍에서 규소 층 위 또는 아래의 몰리브덴 층)을 포함한다. 대안적으로, ML은 몰리브덴-베릴륨(Mo/Be) 필름 쌍, 또는 EUV 광을 고도로 반사하도록 구성될 수 있는 다른 적절한 재료를 포함할 수 있다.
마스크(18)는 보호를 위해 ML 상에 배치된 루테늄(Ru)과 같은 캡핑 층을 더 포함할 수 있다. 마스크(18)는 ML 위에 증착된 흡수층을 더 포함한다. 흡수층은 집적 회로(IC)의 층을 규정하도록 패턴화된다. 대안적으로, 또 다른 반사층이 ML 위에 증착될 수 있고 집적 회로의 층을 규정하도록 패턴화되어 EUV 위상 시프트 마스크를 형성한다.
리소그래피 시스템(10)은 또한 리소그래피 시스템(10)의 기판 스테이지(28) 상에 고정된 반도체 기판(타겟 (26)의 예로서) 상에 마스크(18)의 패턴을 이미징하기위한 투영 광학 모듈(또는 투영 광학 상자(POB: projection optics box)(20)을 포함한다. POB(20)는 다양한 구체예에서 굴절 광학(예컨대 UV 리소그래피 시스템 용) 또는 대안적으로 반사 광학(예컨대 EUV 리소그래피 시스템 용)을 갖는다. 다양한 회절 차수로 회절되고 마스크 상에 규정된 패턴의 이미지를 운반하는 마스크(18)로부터 지향된 광은 POB(20)에 의해 수집된다. POB(20)는 1 미만의 배율을 포함할 수 있다(따라서 타겟(예컨대 하기에서 논의된 타겟(26)) 상의 "이미지"의 크기는 마스크 상의 상응하는 "객체"의 크기 보다 더 작다). 조명기(14) 및 POB(20)는 리소그래피 시스템(10)의 광학 모듈로 통칭된다.
리소그래피 시스템(10)은 또한 광이 투영 동공 평면(projection pupil plane)(24) 상에 위상 분포를 갖도록 마스크(18)로부터 지향된 광의 광학 위상을 변조하기 위한 동공 위상 변조기(22)를 포함한다. 광학 모듈에서, 객체의 푸리에 변환에 상응하는 필드 분포를 갖는 평면이 있다(본 발명의 경우 마스크(18)). 이 평면을 투영 동공 평면으로 지칭한다. 동공 위상 변조기(22)는 투영 동공 평면(24)상의 광의 광학 위상을 변조하는 메커니즘을 제공한다. 일부 구체예에서, 동공 위상 변조기(22)는 위상 변조를 위해 POB(20)의 반사 미러를 튜닝하는 메커니즘을 포함한다. 예를 들어, POB(20)의 미러는 전환가능하며 EUV 광을 반사하도록 제어되어 POB(20)를 통한 광의 위상을 변조한다.
일부 구체예에서, 동공 위상 변조기(22)는 투영 동공 평면 상에 배치된 동공 필터를 이용한다. 동공 필터는 마스크(18)로부터 EUV 광의 특정 공간 주파수 성분을 필터링한다. 특히, 동공 필터는 POB(20)를 통해 지향된 광의 위상 분포를 변조하도록 기능하는 위상 동공 필터이다. 그러나, 위상 동공 필터를 이용하는 것은 모든 재료가 EUV 광을 흡수하므로 일부 리소그래피 시스템(예컨대 EUV 리소그래피 시스템)에서는 제한된다.
상기 논의된 바와 같이, 리소그래피 시스템(10)은 또한 반도체 기판과 같은 패턴화될 타겟(26)을 고정시키기 위한 기판 스테이지(28)를 포함한다. 본 구체예에서, 반도체 기판은 규소 웨이퍼 또는 다른 유형의 웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼이다. 타겟(26)(예컨대 기판)은 본 구체예에서 EUV 광과 같은 방사선 빔에 민감한 레지스트 층으로 코팅된다. 상술한 것들을 포함하는 다양한 구성 요소가 함께 통합되고 리소그래피 노출 공정을 수행하도록 작동 가능하다. 리소그래피 시스템 (10)은 다른 모듈을 더 포함 할 수 있거나 다른 모듈과 통합(또는 결합)될 수 있다.
마스크(18) 및 이의 제조 방법은 일부 구체예에 따라 더 기술된다. 일부 구체예에서, 마스크 제조 공정은 블랭크 마스크 제조 공정 및 마스크 패터닝 공정의 두 작업을 포함한다. 블랭크 마스크 제조 공정 동안, 블랭크 마스크는 적절한 기판 상에 적절한 층(예컨대, 반사 다층)을 증착시킴으로써 형성된다. 그 후, 블랭크 마스크는 마스크 패터닝 공정 동안 패턴화되어 집적 회로(IC) 층의 원하는 설계를 달성한다. 패턴화된 마스크는 회로 패턴(예컨대, IC 층의 설계)을 반도체 웨이퍼 상으로 전사시키기 위해 사용된다. 패턴은 다양한 리소그래피 공정을 통해 다수의 웨이퍼상에 반복적으로 전사될 수 있다. 마스크 세트는 완전한 IC를 구성하기 위해 사용된다.
마스크(18)는 다양한 구체예에서 이진 강도 마스크(BIM: binary intensity mask) 및 위상 시프팅 마스크(PSM: phase-shifting mask)와 같은 적절한 구조를 포함한다. 예시적인 BIM은 흡수 영역(불투명한 영역으로도 또한 지칭됨) 및 타겟으로 전사될 IC 패턴을 규정하도록 패턴화된 반사 영역을 포함한다. 불투명한 영역에서, 흡수체가 존재하고, 입사광은 흡수체에 의해 거의 완전히 흡수된다. 반사 영역에서, 흡수체가 제거되고 입사광은 다층(ML: multilayer)에 의해 회절된다. PSM은 감쇠 PSM(AttPSM: attenuated PSM) 또는 교번 PSM(AltPSM: alternating PSM)일 수 있다. 예시적인 PSM은 제1 반사층(예컨대 반사 ML) 및 IC 패턴에 따라 패턴화된 제2 반사층을 포함한다. 일부 예에서, AttPSM은 일반적으로 그의 흡수체로부터 2%-15%의 반사율을 갖는 반면, AltPSM은 일반적으로 그의 흡수체로부터 50% 초과의 반사율을 갖는다.
마스크(18)의 한 예를 도 2에 도시한다. 도시된 구체예에서의 마스크(18)는 EUV 마스크이며, LTEM으로 만들어진 기판(30)을 포함한다. LTEM 재료는 TiO2 도핑된 SiO2, 및/또는 당업계에 공지된 다른 낮은 열팽창 재료를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 정전 척킹 목적을 위해 LTEM 기판(30)의 뒷면 아래에 도전층(32)이 추가로 배치된다. 한 예에서, 도전층(32)은 질화크롬(CrN)을 포함한다. 다른 구체예에서, 탄탈 함유 재료와 같은 다른 적절한 조성물이 가능하다.
EUV 마스크(18)는 LTEM 기판(30) 위에 배치된 반사 다층 구조(34)를 포함한다. 반사 다층 구조(34)는 선택된 방사선 유형/파장에 대해 높은 반사율을 제공하도록 선택될 수 있다. 반사 다층 구조(34)는 복수의 필름 쌍, 예컨대 Mo/Si 필름 쌍(예컨대, 각각의 필름 쌍에서 규소 층 위 또는 아래의 몰리브덴 층)을 포함한다. 대안적으로, 반사 다층 구조(34)는 Mo/Be 필름 쌍, 또는 EUV 파장에서 반사성이 높은 굴절률 차이를 갖는 임의의 재료를 포함할 수 있다.
여전히 도 2를 참조하면, EUV 마스크(18)는 또한 ML의 산화를 방지하기 위해 반사 다층 구조(34) 위에 배치된 캡핑 층(36)을 포함한다. 한 구체예에서, 캡핑 층(36)은 약 4 nm 내지 약 7 nm 범위의 두께를 갖는 규소를 포함한다. EUV 마스크 (18)는 후술할 흡수층의 패터닝 또는 복구 공정에서 에칭 정지 층으로서의 역할을 하는 캡 핑층(36) 위에 배치된 버퍼층(38)을 더 포함할 수 있다. 버퍼층(38)은 그 위에 배치된 흡수층과 상이한 에칭 특성을 갖는다. 버퍼층(38)은 다양한 예에서 루테늄(Ru), Ru 화합물, 예컨대 RuB, RuSi, 크롬(Cr), 산화크롬 및 질화크롬을 포함한다.
EUV 마스크(18)는 또한 버퍼층(38) 위에 형성된 흡수체 층(40)(또한 흡수층으로도 지칭됨)을 포함한다. 일부 구체예에서, 흡수체 층(40)은 마스크로 향하는 EUV 방사선을 흡수한다. 다양한 구체예에서, 흡수체 층은 질화탄탈붕소(TaBN), 산화탄탈붕소(TaBO), 또는 크롬(Cr), 라듐(Ra), 또는 하나 이상의 하기 재료의 적절한 산화물 또는 질화물(또는 합금)로 만들어질 수 있다: 악티움, 라듐, 텔루륨, 아연, 구리 및 알루미늄.
도 3 및 도 10-11은 본 개시의 구체예에 따른 다양한 제조 스테이지에서의 반도체 디바이스(100)의 간략화된 도식적인 부분 단면 측면도를 도시한다. 도 3을 참조하면, 반도체 디바이스(100)는 기판(140)을 포함한다. 일부 구체예에서, 기판(140)은 붕소와 같은 p 형 도펀트로 도핑된 규소 기판(예를 들어 p형 기판)이다. 대안적으로, 기판(140)은 또 다른 적절한 반도체 재료일 수 있다. 예를 들어, 기판(140)은 인 또는 비소와 같은 n 형 도펀트로 도핑된 규소 기판(n형 기판)일 수 있다. 기판(140)은 게르마늄 및 다이아몬드와 같은 다른 원소 반도체를 포함할 수 있다. 기판(140)은 임의로 화합물 반도체 및/또는 합금 반도체를 포함할 수 있다. 또한, 기판(140)은 에피택시얼 층(epi layer: epitaxial layer)을 포함 할 수 있고, 성능 향상을 위해 변형될 수 있으며, SOI(silicon-on-insulator) 구조를 포함할 수 있다.
일부 구체예에서, 기판(140)은 실질적으로 도전성 또는 반도전성이다. 전기 저항은 약 103 옴 미터 미만일 수 있다. 일부 구체예에서, 기판(140)은 화학식 MXa를 갖는 금속, 금속 합금 또는 금속 질화물/황화물/셀렌화물/산화물/규화물을 함유하며, 식 중 M은 금속이고, X는 N, S, Se, O, Si이며, "a"는 약 0.4 내지 2.5의 범위이다. 예를 들어, 기판(140)은 Ti, Al, Co, Ru, TiN, WN2 또는 TaN을 함유 할 수 있다.
일부 다른 구체예에서, 기판(140)은 약 1 내지 약 140 범위의 유전 상수를 갖는 유전체 재료를 함유한다. 일부 다른 구체예에서, 기판(140)은 Si, 금속 산화물 또는 금속 질화물을 함유하며, 여기에서 화학식은 MXb이고, 식 중 M은 금속 또는 Si이며, X는 N 또는 O이고, "b"는 약 0.4 내지 2.5의 범위이다. 예를 들어, 기판(140)은 산화규소, 질화규소, 산화알루미늄, 산화하프늄 또는 산화란타늄을 함유할 수 있다.
재료 층(150)은 기판(140) 위에 형성된다. 재료 층(150)은 리소그래피 공정을 통해 패턴화될 수 있고, 이에 따라 패턴화 가능한 층으로도 또한 지칭될 수 있다. 구체예에서, 재료 층(150)은 산화규소 또는 질화규소와 같은 유전체 재료를 포함한다. 또 다른 구체예에서, 재료 층(150)은 금속을 포함한다. 또 다른 구체예에서, 재료 층(150)은 반도체 재료를 포함한다.
일부 구체예에서, 재료 층(150)은 포토레지스트보다 상이한 광학 성질을 갖는다. 예를 들어, 재료 층(150)은 포토레지스트와는 상이한 n, k 또는 T 값을 갖는다. 일부 구체예에서, 재료 층(150)은 적어도 하나의 상이한 중합체 구조, 산 불안정성 분자, PAG(광산 발생제) 로딩, 퀀처 로딩(quencher loading), 발색단, 가교제 또는 용매를 포함하며, 이는 포토레지스트에 대해 상이한 n 값을 초래한다. 일부 구체예에서, 재료 층(150)과 포토레지스트는 상이한 에칭 내성을 갖는다. 일부 구체예에서, 재료 층(150)은 에칭 내성 분자를 함유한다. 분자는 낮은 오니시 수(onishi number) 구조, 이중 결합, 삼중 결합, 규소, 질화규소, Ti, TiN, Al, 산화알루미늄, SiON 또는 이의 조합을 포함한다. 기판(140) 및 재료 층(150)은 다른 구체예에서 각각 추가의 적절한 재료 조성물을 포함할 수 있는 것으로 이해된다.
포토레지스트 층(160)은 기판(140) 위에(특히, 재료 층(150) 위에) 형성된다. 포토레지스트 층(160)은 예를 들어 스핀 코팅 공정(170)에 의해 형성될 수 있다. 포토레지스트 층(160)은 EUV 리소그래피를 위해 구성된 금속 포토레지스트 재료를 함유한다. 예를 들어, 금속 포토레지스트 재료는 도 1과 관련하여 상기에서 논의된 방사선원(12)과 같은 방사선원에 민감하다. 금속 포토레지스트 재료의 금속 성분은 EUV 감도를 향상시킬 수 있다.
포토레지스트 층(160)은 단일 층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 한 구체예에서, 포토레지스트 층(160)은 금속 레지스트 재료가 방사선원(예컨대, 방사선원(12))에 노출된 후에 중합(및/또는 가교)하고 후속하여 현상액에 불용성이 되는 금속 레지스트 재료를 포함한다. 일부 구체예에서, 현상액은 하기를 포함할 수 있다: PGMEA(프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트), PGME(프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르), PGEE(1-에톡시-2-프로판올), GBL(감마-부티로락톤), CHN(시클로헥사논), EL(에틸 락테이트), 메탄올, 에탄올, 프로판올, n-부탄올, 아세톤, DMF(디메틸포름아미드), IPA(이소프로필 알콜), THF(테트라히드로푸란), 메틸 이소부틸 카르비놀(MIBC), nBA(n-부틸 아세테이트), MAK(2-헵타논), 이소부틸 프로피오네이트 등.
일부 구체예에서, 금속 포토레지스트 재료는 주용매에 의해 또는 주용매로부터 구성된다. 일부 구체예에서, 주용매는 PGMEA(프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트), PGME(프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르), PGEE(1-에톡시-2-프로판올), GBL(감마-부티로락톤), CHN(시클로헥사논), EL(에틸 락테이트), 메탄올, 에탄올, 프로판올, n-부탄올, 아세톤, DMF(디메틸포름아미드), IPA(이소프로필 알콜), THF(테트라히드로푸란), 메틸 이소부틸 카르비놀(MIBC), nBA(n-부틸 아세테이트), MAK(2-헵타논) 등을 포함할 수 있다.
이제 도 4를 참조하면, 일부 구체예에서, 포토레지스트 층(160)의 금속 레지스트 재료는 구조(200)를 갖는다. 구조(200)는 다수의 리간드(212)로 둘러싸인 코어기(204)를 포함하는 입자(예컨대, 클러스터)일 수 있다. 도 4에서 도시된 구체예에서, 점선은 코어기(204)와 리간드(212) 사이의 이온, 공유, 금속 또는 반 데르 발스 결합을 나타낸다. 많은 구체예에서, 코어기(204)는 순수한 금속(즉, 금속 원자) 형태의 적어도 하나의 금속 원소, 금속 이온, 금속 화합물(예컨대, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산질화물(metal oxynitride), 금속 규화물, 금속 탄화물 등), 금속 합금(예컨대, 다수의 금속 원소의 조합), 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 구체예에서, 코어기(204)는 높은 EUV 흡수를 갖는 하나 이상의 금속 원소를 포함한다. 예를 들어, 코어기(204)의 금속 원소는 세슘(Cs), 바륨(Ba), 란타늄(La), 세륨(Ce), 인듐(In), 주석(Sn), 은(Sn), 안티몬(Sb) 또는 다른 적절한 원소로부터 선택될 수 있다. 일부 구체예에서, 코어기(204)는 주용매(예컨대, PGMEA, PGME, PGEE 등)의 약 0.5 중량%∼7 중량%일 수 있다.
리간드(212)는 코어기(204)와 연결되어 EUV 리소그래피의 노출 공정이 발생하기 전에 코어기(204)가 축합되지 않도록 보호할 수 있다. 리간드(212)는 노출 공정 후에 코어기(204)로부터 절단될 수 있거나, 또는 열처리를 사용하여 절단될 수 있다. 리간드(212)는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 일부 구체예에서, 리간드는 낮은 활성화 에너지 유형의 리간드를 포함할 수 있다. 다른 구체예에서, 리간드는 높은 현상액 용해도 유형의 리간드를 포함할 수 있다. 본 개시의 양태에 따라, 코어기(204)는 이에 결합된 리간드의 유형, 또는 이에 결합된 리간드의 두 유형을 가질 수 있다. 예를 들어, 코어기(204)의 금속 원자/이온의 제1 서브세트는 각각 낮은 활성화 에너지 유형의 리간드에 결합될 수 있는 한편, 코어기(204)의 금속 원자/이온의 제2 서브세트(제1 서브세트와는 다름)는 각각 높은 현상액 용해도 유형의 리간드에 결합될 수 있다. 각각의 이들 유형의 리간드는 이제 하기에서 더 상세히 논의될 것이다.
낮은 활성화 에너지 유형 리간드의 일반적인 화학 구조(300)를 하기에 나타내며 또한 도 5에 도시한다.
Figure pat00001
화학 구조(300)는 도 4를 참조하여 상기에서 논의된 코어기(204)의 구체예일 수 있는 금속 코어(원으로 둘러싸인 M으로 표시됨)를 포함한다. 예를 들어, 코어기는 N 개의 Sn 이온과 같은 금속 이온을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, N은 약 1 내지 약 18의 범위에 있다. 화학 구조(300)의 나머지(예컨대, 금속 코어 이외)는 낮은 활성화 에너지 유형의 리간드에 상응하며, 이는 함께 연결된 화학물질 L' 및 화학물질 L로 표시될 수 있다. 일부 구체예에서, 화학물질 L'는 수소(H) 또는 불소(F)에 의해 포화될 수 있는 0∼2개의 탄소 원자를 포함한다. 일부 구체예에서, 화학물질 L은 H 또는 F에 의해 포화될 수 있는 1∼6개의 탄소 원자를 갖는 비분지형 또는 분지형 구조, 시클릭 또는 비시클릭 구조를 가질 수 있다. (예컨대, L'및 L 둘 모두를 포함하는) 낮은 활성화 에너지 리간드에 대한 화학식의 일부 예를 하기에 나열하고 도 6-7에 도시한다.
Figure pat00002
Figure pat00003
종래의 EUV 포토레지스트와 비교하여, 본 개시의 EUV 포토레지스트는 상기 논의된 바와 같은 낮은 활성화 에너지 유형의 리간드를 구현할 수 있다. 낮은 활성화 에너지 리간드는 종래의 EUV 리소그래피에서 사용된 것보다 더 낮은 노출량(exposure dose)을 허용하기 때문에 유리하다. 예를 들어, EUV 포토레지스트가 노출될 때, 다수의 리간드는 금속 코어와의 연결 또는 결합이 절단될 수 있다. 이러한 절단을 야기하는 데 필요한 에너지의 양은 활성화 에너지로 지칭될 수 있다. 종래의 EUV 포토레지스트는 X1 양의 활성화 에너지를 필요로할 수 있는 반면, 본원의 리간드는 활성화 에너지의 양을 X2로 감소시킬 수 있고, 여기에서 X2는 X1 보다 더 낮다. 따라서, 더 작은 노출량 또는 더 작은 노출 에너지가 이제 EUV 리소그래피를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 본 개시의 낮은 활성화 에너지 리간드는 광자 흡수를 개선시킨다. 일부 구체예에서, 노출 에너지는 3∼40% 개선될 수 있다. 다르게 말하면, 본원에서 EUV 포토레지스트를 노출하기 위해 사용되는 노출 에너지는 종래의 EUV 포토레지스트를 노출하기 위해 사용된 노출 에너지보다 3∼40% 더 작을 수 있다.
높은 현상액 용해도 유형 리간드의 일반적인 화학 구조(400)를 하기에 나타내며 또한 도 8에 도시한다.
Figure pat00004
화학 구조(400)는 또한 도 4를 참조하여 상기에서 논의된 코어기(204)의 구체예일 수 있는 금속 코어(원으로 둘러싸인 M)를 포함한다. 예를 들어, 코어기는 N 개의 Sn 이온과 같은 금속 이온을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, N은 약 1 내지 약 18의 범위에 있다. 화학 구조(300)의 나머지(예컨대, 금속 코어 이외)는 낮은 활성화 에너지 유형의 리간드에 상응하며, 이는 링커 단위에 의해 함께 연결된 화학물질 L" 및 화학물질 L"'로 표시될 수 있다. 일부 구체예에서, 화학물질 L"는 수소(H)에 의해 포화될 수 있는 1∼6개의 탄소 원자를 포함한다. 일부 구체예에서, 화학물질 L"'은 H 또는 F에 의해 포화될 수 있는 1∼6개의 탄소 원자를 갖는 비분지형 또는 분지형 구조, 시클릭 또는 비시클릭 구조를 가질 수 있다. 링커 단위는 화학물질 L" 및 L"' 사이에서 연결되고, C=O, -S-, -P-, -P(O2)-, -C(=O)SH, -C(=O)OH, -OC(=O)-, -O-, -N-, -NH-, -NH2-, -C(=O)NH, -SO2OH, -SO2SH, -SO-, 또는 -SO2를 포함할 수 있다. (예컨대, L", L"', 및 링커 단위를 포함하는) 낮은 활성화 에너지 리간드에 대한 화학식의 일부 예를 하기에 나열하고 도 9에 도시한다.
Figure pat00005
종래의 EUV 포토레지스트와 비교하여, 본 개시의 EUV 포토레지스트는 상기 논의된 바와 같은 높은 현상액 용해도 유형의 리간드를 구현할 수 있다. 이는 포토레지스트 현상 공정에서 현상액 용액에 의해 높은 현상액 용해도 리간드가 보다 용이하게 헹궈지기 때문에 유리하다. 그 결과, 더 강한 노출량을 필요로 하지 않고 라인 폭 거칠기(LWR)가 개선될 수 있다. 즉, 본 개시의 높은 현상액 용해도 리간드는 개선된 LWR과 같은 리소그래피 성능을 개선한다. 일부 구체예에서, LWR은 3∼30% 개선될 수 있다. 다르게 말하면, 본원의 EUV 포토레지스트를 사용하여 달성된 패턴의 LWR은 종래의 EUV 포토레지스트를 사용하여 달성된 패턴의 LWR보다 3∼30% 더 우수할 수 있다.
낮은 활성화 에너지 리간드 및/또는 높은 현상액 용해도 리간드의 구현으로 인해, 본 개시의 EUV 포토레지스트는 진보된 EUV 리소그래피 공정에 적합하다. 예를 들어, 약 40 나노미터(n) 미만의 피치가 달성될 필요가 있는 공정에서 사용될 수 있다. 다양한 구체예에서, 본원의 EUV 포토레지스트는 10 nm 기술 노드, 7 nm 기술 노드, 5 nm 기술 노드, 또는 3 nm 기술 노드 및 그 이상에서 사용될 수 있다.
이제 도 10을 참조하면, 포토레지스트 층(160)을 패터닝하기 위해 현상 공정(500)이 수행된다. 일부 구체예에서, 포토레지스트 층(160)의 노출 부분은 현상 공정(500)이 수행 된 후 남아 있을 것이며, 한편 포토레지스트 층(160)의 노출되지 않은 부분은 세척 제거될 것이다. 상기에서 논의된 바와 같이, 현상 공정(500)에서 사용된 현상액 용액은 PGMEA, PGME, PGEE, GBL, CHN, EL, 메탄올, 에탄올, 프로판올, n-부탄올, 아세톤, DMF, IPA, THF, MIBC, nBA, MAK, 이소부틸 프로피오네이트 등을 포함한다. 포토레지스트 층(160)은 높은 현상액 용해도 리간드를 포함할 수 있으므로, 포토레지스트 층(160)의 노출되지 않은 영역은 현상액 용액을 사용하여 보다 용이하게 제거된다. 그 결과, 상기에서 논의된 바와 같이 LWR이 개선될 수 있다.
어쨌든, 패턴 포토레지스트 층(160)은 이제 개구부(510)에 의해 분리된 포토레지스트 층(160)의 나머지 부분을 포함한다. 패턴화된 포토레지스트 층(160)은 이제 후속 제조 공정에서 그 아래의 재료 층(150)을 패턴화하기 위해 사용될 수 있다. 일부 구체예에서, 개구부(510)의 측면 치수(530)는 반도체 디바이스(100)의 피처의 임계 치수(CD)를 규정할 수 있다. 다른 구체예에서, 패턴화된 포토레지스트 층(160)의 구성 요소의 측면 치수(540)는 반도체 디바이스(100)의 피처의 CD를 규정할 수 있다.
이제 도 11을 참조하면, 재료 층(150)을 패턴화하기 위해 패터닝 공정(600)이 수행된다. 포토레지스트 층(160)은 재료 층(150)을 패터닝하기위한 마스크로서의 역할을 한다. 치수(530 및 540)는 재료 층(150)으로 전사된다. 상기에서 논의된 바와 같이, 금속 포토레지스트 층(160)의 리간드는 더 엄격한 CD 제어를 허용한다(예컨대, 더 작은 CD 변화 달성). 예를 들어, 낮은 활성화 에너지 리간드는 보다 낮은 활성화 에너지의 사용을 허용하고 광자 흡수 효율을 개선한다. 높은 현상액 용해도 리간드는 패턴화된 포토레지스트 층(160)의 LWR을 개선하고 결국 패턴화된 재료 층(150)의 LWR을 개선한다. 그 결과, 치수(530 및 540)(즉, CD)가 더 잘 제어될 수 있다.
도 12는 반도체 디바이스를 제조하는 단순화된 방법(700)을 도시하는 흐름도이다. 방법(700)은 기판 위에 포토레지스트 재료를 코팅하는 단계(710)를 포함한다. 포토레지스트 재료는 코어기, 및 코어기에 결합된 하나 이상의 제1 리간드 또는 하나 이상의 제2 리간드를 포함한다. 방법(700)은 포토레지스트 재료를 사용하여 극자외선(EUV) 리소그래피 공정을 수행하는 단계(720)를 포함한다. 코어기는 금속을 포함한다.
제1 리간드의 화학 구조는 하기를 포함하며:
Figure pat00006
;
제2 리간드의 화학 구조는 하기를 포함한다:
Figure pat00007
.
Figure pat00008
은 코어기를 나타낸다. L'는 수소(H) 또는 불소(F)에 의해 포화된 0∼2개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타낸다. L은 H 또는 F에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타낸다. L"는 H에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타낸다. L"'는 H 또는 F에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타낸다. 링커는 L" 및 L"'를 함께 연결하는 화학물질을 나타낸다.
일부 구체예에서, 방법(700)은 하기로 이루어진 군에서 선택되는 용매를 사용하여 포토레지스트 재료를 구성하는 단계를 더 포함한다: PGMEA(프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트), PGME(프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르), PGEE(1-에톡시-2-프로판올), GBL(감마-부티로락톤), CHN(시클로헥사논), EL(에틸 락테이트), 메탄올, 에탄올, 프로판올, n-부탄올, 아세톤, DMF(디메틸포름아미드), IPA(이소프로필 알콜), THF(테트라히드로푸란), 메틸 이소부틸 카르비놀(MIBC), nBA(n-부틸 아세테이트), MAK(2-헵타논).
일부 구체예에서, 단계(720)는 하기로 이루어진 군에서 선택되는 현상액을 사용하여 현상 공정을 수행하는 것을 포함한다: PGMEA(프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트), PGME(프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르), PGEE(1-에톡시-2-프로판올), GBL(감마-부티로락톤), CHN(시클로헥사논), EL(에틸 락테이트), 메탄올, 에탄올, 프로판올, n-부탄올, 아세톤, DMF(디메틸포름아미드), IPA(이소프로필 알콜), THF(테트라히드로푸란), 메틸 이소부틸 카르비놀(MIBC), nBA(n-부틸 아세테이트), MAK(2-헵타논).
일부 구체예에서, 코어기는 세슘(Cs), 바륨(Ba), 란타늄(La), 세륨(Ce), 인듐(In), 주석(Sn), 은(Ag), 또는 안티몬(Sb)을 포함한다.
일부 구체예에서, 링커는 C=O, -S-, -P-, -P(O2)-, -C(=O)SH, -C(=O)OH, -OC(=O)-, -O-, -N-, -NH-, -NH2-, -C(=O)NH, -SO2OH, -SO2SH, -SO-, 또는 -SO2를 포함한다.
일부 구체예에서, 코어기는 복수의 금속 이온을 포함한다. 금속 이온의 제1 서브세트는 각각 이에 결합된 제1 리간드를 갖는다. 금속 이온의 제2 서브세트는 각각 이에 결합된 제2 리간드를 갖는다.
일부 구체예에서, 하나 이상의 제1 리간드는 하기로 이루어진 군에서 선택되는 화학식에 따라 코어기에 결합된다:
Figure pat00009
Figure pat00010
.
일부 구체예에서, 하나 이상의 제2 리간드는 하기로 이루어진 군에서 선택되는 화학식에 따라 코어기에 결합된다:
Figure pat00011
.
추가 제조 공정은 도 12의 단계(710-720) 이전, 도중 또는 이후에 수행될 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 방법(700)은 포토레지스트 재료를 사용하여 기판 상에 형성된 다른 층을 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 논의에 기초하여, 본 개시는 EUV 리소그래피에서 다양한 장점을 제공한다는 것을 알 수 있다. 그러나, 모든 장점이 본원에서 반드시 논의되는 것은 아니며, 다른 구체예는 상이한 장점을 제공할 수 있고, 모든 구체예에 대하여 특정한 장점이 필요한 것은 아님이 이해된다. 장점 중 하나는 더 우수한 광자 흡수이다. 예를 들어, 낮은 활성화 에너지 리간드는 더 낮은 활성화 에너지가 금속 코어기과 리간드 사이의 연결/결합을 절단하는 것을 허용한다. 따라서, 더 작은 노출량 또는 노출 에너지가 사용될 수 있다. 또 다른 장점은 더 우수한 라인 폭 거칠기이다. 예를 들어 높은 현상액 용해도 리간드는 현상액 용액에서 더 용이하게 용해된다. 이와 같이, 현상 공정의 일부로서 제거되어야 하는 포토레지스트의 부분은 보다 용이하게 세척제거되고, 이는 생성된 포토레지스트 패턴(및 포토레지스트 패턴을 사용하여 패턴화된 층)의 라인 폭 거칠기를 개선하는 데 도움이된다. 또 다른 장점은 본원에서 논의된 공정이 기존 제조 공정 흐름과 호환 가능하고 구현하기가 용이하다는 것이다.
본 개시의 한 양태는 포토레지스트에 관한 것이다. 포토레지스트는 금속을 포함하는 코어기, 및 코어기에 결합된 하나 이상의 제1 리간드 또는 하나 이상의 제2 리간드를 포함한다. 제1 리간드는 각각 하기 구조를 가지며:
Figure pat00012
;
제2 리간드는 각각 하기 구조를 가지며:
Figure pat00013
;
Figure pat00014
은 코어기를 나타낸다. L'는 수소(H) 또는 불소(F)에 의해 포화된 0∼2개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타낸다. L은 H 또는 F에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타낸다. L"는 H에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타낸다. L"'는 H 또는 F에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타낸다. 링커는 L" 및 L"'를 함께 연결하는 화학물질을 나타낸다.
본 개시의 한 양태는 포토레지스트에 관한 것이다. 포토레지스트는 금속을 포함하는 코어기를 포함한다. 포토레지스트는 코어기에 결합된 제1 리간드 또는 제2 리간드를 포함한다. 제1 리간드는 하기 화학식 중 하나를 가지며:
Figure pat00015
Figure pat00016
;
제2 리간드는 하기 화학식 중 하나를 가지며:
Figure pat00017
;
일부 구체예에서, 포토레지스트는 극자외선(EUV) 포토레지스트이다.
본 개시의 또 다른 양태는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 기판 위에 포토레지스트 재료를 코팅하는 단계를 포함한다. 포토레지스트 재료는 코어기, 및 코어기에 결합된 하나 이상의 제1 리간드 또는 하나 이상의 제2 리간드를 포함한다. 이 방법은 포토레지스트 재료를 사용하여 극자외선(EUV) 리소그래피 공정을 수행하는 단계를 포함한다. 코어기는 금속을 포함한다. 제1 리간드의 화학 구조는 하기를 포함하고:
Figure pat00018
;
제2 리간드의 화학 구조는 하기를 포함하며:
Figure pat00019
;
Figure pat00020
은 코어기를 나타낸다. L'는 수소(H) 또는 불소(F)에 의해 포화된 0∼2개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타낸다. L은 H 또는 F에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타낸다. L"는 H에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타낸다. L"'는 H 또는 F에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타낸다. 링커는 L" 및 L"'를 함께 연결하는 화학물질을 나타낸다.
상기 내용은 당업자가 본 개시의 양태를 더 잘 이해할 수 있도록 몇몇 구체예의 피처를 개략적으로 설명한다. 당업자는 본원에 도입된 구체예의 동일한 목적을 수행하고/하거나 동일한 장점을 달성하기 위한 다른 공정 및 구조를 설계 또는 변형하기위한 기초로서 본 개시를 용이하게 사용할 수 있음을 인식할 것이다. 당업자는 이러한 등가의 구성이 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않으며, 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본원에서 다양한 변화, 대체 및 변경을 행할 수 있음을 또한 이해할 것이다.
<부기>
1. 금속을 포함하는 코어기; 및
코어기에 결합된 하나 이상의 제1 리간드 또는 하나 이상의 제2 리간드
를 포함하는 포토레지스트로서,
제1 리간드는 각각 하기 구조를 가지며:
Figure pat00021
;
제2 리간드는 각각 하기 구조를 가지며:
Figure pat00022
;
Figure pat00023
은 코어기를 나타내고;
L'는 수소(H) 또는 불소(F)에 의해 포화된 0∼2개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질(chemical)을 나타내고;
L은 H 또는 F에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타내며;
L"는 H에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타내고;
L"'는 H 또는 F에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타내며;
링커는 L" 및 L"'를 함께 연결하는 화학물질을 나타내는 포토레지스트.
2. 제1항에 있어서, 포토레지스트가 극자외선(EUV) 리소그래피 포토레지스트인, 포토레지스트.
3. 제1항에 있어서, 코어기가 세슘(Cs), 바륨(Ba), 란타늄(La), 세륨(Ce), 인듐(In), 주석(Sn), 은(Ag) 또는 안티몬(Sb)을 포함하는 포토레지스트.
4. 제1항에 있어서, 코어기가 1∼18개의 금속 이온을 포함하는 포토레지스트.
5. 제1항에 있어서, 링커가 C=O, -S-, -P-, -P(O2)-, -C(=O)SH, -C(=O)OH, -OC(=O)-, -O-, -N-, -NH-, -NH2-, -C(=O)NH, -SO2OH, -SO2SH, -SO-, 또는 -SO2를 포함하는 포토레지스트.
6. 제1항에 있어서, 코어기가 그에 결합된 적어도 하나의 제1 리간드 및 적어도 하나의 제2 리간드를 갖는 포토레지스트.
7. 제6항에 있어서,
코어기가 복수의 금속 이온을 포함하고;
금속 이온의 제1 서브세트는 각각 그에 결합된 제1 리간드를 가지며;
금속 이온의 제2 서브세트는 각각 그에 결합된 제2 리간드를 갖는 포토레지스트.
8. 제1항에 있어서, 하나 이상의 제1 리간드가 하기로 이루어진 군에서 선택되는 화학식에 따라 코어기에 결합된 포토레지스트:
Figure pat00024
Figure pat00025
.
9. 제1항에 있어서, 하나 이상의 제2 리간드가 하기로 이루어진 군에서 선택되는 화학식에 따라 코어기에 결합된 포토레지스트:
Figure pat00026
.
10. 금속을 포함하는 코어기; 및
코어기에 결합된 제1 리간드 또는 제2 리간드
를 포함하는 포토레지스트로서,
제1 리간드는 하기 화학식 중 하나를 가지며:
Figure pat00027
Figure pat00028
;
제2 리간드는 하기 화학식 중 하나를 가지며:
Figure pat00029
;
포토레지스트는 극자외선(EUV) 포토레지스트인, 포토레지스트.
11. 제10항에 있어서, 코어기가 세슘(Cs), 바륨(Ba), 란타늄(La), 세륨(Ce), 인듐(In), 주석(Sn), 은(Ag) 또는 안티몬(Sb)을 포함하는 포토레지스트.
12. 제10항에 있어서,
코어기가 복수의 금속 이온을 포함하고;
제1 리간드는 금속 이온 중 제1 이온에 결합되며;
제2 리간드는 금속 이온 중 제2 이온에 결합되는 포토레지스트.
13. 코어기, 및 코어기에 결합된 하나 이상의 제1 리간드 또는 하나 이상의 제2 리간드를 포함하는 포토레지스트 재료를, 기판 위에 코팅하는 단계; 및
포토레지스트 재료를 사용하여 극자외선(EUV) 리소그래피 공정을 수행하는 단계
를 포함하는 방법으로서,
코어기는 금속을 포함하며;
제1 리간드의 화학 구조는 하기를 포함하고:
Figure pat00030
;
제2 리간드의 화학 구조는 하기를 포함하며:
Figure pat00031
;
Figure pat00032
은 코어기를 나타내고;
L'는 수소(H) 또는 불소(F)에 의해 포화된 0∼2개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타내며;
L은 H 또는 F에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타내고;
L"는 H에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타내며;
L"'는 H 또는 F에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타내고;
링커는 L" 및 L"'를 함께 연결하는 화학물질을 나타내는 방법.
14. 제13항에 있어서, PGMEA(프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트), PGME(프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르), PGEE(1-에톡시-2-프로판올), GBL(감마-부티로락톤), CHN(시클로헥사논), EL(에틸 락테이트), 메탄올, 에탄올, 프로판올, n-부탄올, 아세톤, DMF(디메틸포름아미드), IPA(이소프로필 알콜), THF(테트라히드로푸란), 메틸 이소부틸 카르비놀(MIBC), nBA(n-부틸 아세테이트), MAK(2-헵타논)로 이루어진 군에서 선택되는 용매를 사용하여 포토레지스트 재료를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
15. 제13항에 있어서, EUV 리소그래피 공정을 수행하는 단계가, PGMEA(프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트), PGME(프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르), PGEE(1-에톡시-2-프로판올), GBL(감마-부티로락톤), CHN(시클로헥사논), EL(에틸 락테이트), 메탄올, 에탄올, 프로판올, n-부탄올, 아세톤, DMF(디메틸포름아미드), IPA(이소프로필 알콜), THF(테트라히드로푸란), 메틸 이소부틸 카르비놀(MIBC), nBA(n-부틸 아세테이트), MAK(2-헵타논)로 이루어진 군에서 선택되는 현상액을 사용하여 현상 공정을 수행하는 것을 포함하는 방법.
16. 제13항에 있어서, 코어기가 세슘(Cs), 바륨(Ba), 란타늄(La), 세륨(Ce), 인듐(In), 주석(Sn), 은(Ag) 또는 안티몬(Sb)을 포함하는 방법.
17. 제13항에 있어서, 링커가 C=O, -S-, -P-, -P(O2)-, -C(=O)SH, -C(=O)OH, -OC(=O)-, -O-, -N-, -NH-, -NH2-, -C(=O)NH, -SO2OH, -SO2SH, -SO-, 또는 -SO2를 포함하는 방법.
18. 제13항에 있어서,
코어기가 복수의 금속 이온을 포함하고;
금속 이온의 제1 서브세트는 각각 그에 결합된 제1 리간드를 가지며;
금속 이온의 제2 서브세트는 각각 그에 결합된 제2 리간드를 갖는 방법.
19. 제13항에 있어서, 하나 이상의 제1 리간드가 하기로 이루어진 군에서 선택되는 화학식에 따라 코어기에 결합되는 방법:
Figure pat00033
Figure pat00034
.
20. 제13항에 있어서, 하나 이상의 제2 리간드가 하기로 이루어진 군에서 선택되는 화학식에 따라 코어기에 결합되는 방법:
Figure pat00035
.

Claims (10)

  1. 금속을 포함하는 코어기; 및
    코어기에 결합된 하나 이상의 제1 리간드 또는 하나 이상의 제2 리간드
    를 포함하는 포토레지스트로서,
    제1 리간드는 각각 하기 구조를 가지며:
    Figure pat00036
    ;
    제2 리간드는 각각 하기 구조를 가지며:
    Figure pat00037
    ;
    Figure pat00038
    은 코어기를 나타내고;
    L'는 수소(H) 또는 불소(F)에 의해 포화된 0∼2개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질(chemical)을 나타내고;
    L은 H 또는 F에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타내며;
    L"는 H에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타내고;
    L"'는 H 또는 F에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타내며;
    링커는 L" 및 L"'를 함께 연결하는 화학물질을 나타내는 포토레지스트.
  2. 제1항에 있어서, 코어기가 세슘(Cs), 바륨(Ba), 란타늄(La), 세륨(Ce), 인듐(In), 주석(Sn), 은(Ag) 또는 안티몬(Sb)을 포함하는 포토레지스트.
  3. 제1항에 있어서, 코어기가 1∼18개의 금속 이온을 포함하는 포토레지스트.
  4. 제1항에 있어서, 링커가 C=O, -S-, -P-, -P(O2)-, -C(=O)SH, -C(=O)OH, -OC(=O)-, -O-, -N-, -NH-, -NH2-, -C(=O)NH, -SO2OH, -SO2SH, -SO-, 또는 -SO2를 포함하는 포토레지스트.
  5. 제1항에 있어서, 코어기가 그에 결합된 적어도 하나의 제1 리간드 및 적어도 하나의 제2 리간드를 갖는 포토레지스트.
  6. 제5항에 있어서,
    코어기가 복수의 금속 이온을 포함하고;
    금속 이온의 제1 서브세트는 각각 그에 결합된 제1 리간드를 가지며;
    금속 이온의 제2 서브세트는 각각 그에 결합된 제2 리간드를 갖는 포토레지스트.
  7. 금속을 포함하는 코어기; 및
    코어기에 결합된 제1 리간드 또는 제2 리간드
    를 포함하는 포토레지스트로서,
    제1 리간드는 하기 화학식 중 하나를 가지며:
    Figure pat00039

    Figure pat00040
    ;
    제2 리간드는 하기 화학식 중 하나를 가지며:
    Figure pat00041
    ;
    포토레지스트는 극자외선(EUV) 포토레지스트인, 포토레지스트.
  8. 코어기, 및 코어기에 결합된 하나 이상의 제1 리간드 또는 하나 이상의 제2 리간드를 포함하는 포토레지스트 재료를, 기판 위에 코팅하는 단계; 및
    포토레지스트 재료를 사용하여 극자외선(EUV) 리소그래피 공정을 수행하는 단계
    를 포함하는 방법으로서,
    코어기는 금속을 포함하며;
    제1 리간드의 화학 구조는 하기를 포함하고:
    Figure pat00042
    ;
    제2 리간드의 화학 구조는 하기를 포함하며:
    Figure pat00043
    ;
    Figure pat00044
    은 코어기를 나타내고;
    L'는 수소(H) 또는 불소(F)에 의해 포화된 0∼2개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타내며;
    L은 H 또는 F에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타내고;
    L"는 H에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타내며;
    L"'는 H 또는 F에 의해 포화된 1∼6개의 탄소 원자를 포함하는 화학물질을 나타내고;
    링커는 L" 및 L"'를 함께 연결하는 화학물질을 나타내는 방법.
  9. 제8항에 있어서, PGMEA(프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트), PGME(프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르), PGEE(1-에톡시-2-프로판올), GBL(감마-부티로락톤), CHN(시클로헥사논), EL(에틸 락테이트), 메탄올, 에탄올, 프로판올, n-부탄올, 아세톤, DMF(디메틸포름아미드), IPA(이소프로필 알콜), THF(테트라히드로푸란), 메틸 이소부틸 카르비놀(MIBC), nBA(n-부틸 아세테이트), MAK(2-헵타논)로 이루어진 군에서 선택되는 용매를 사용하여 포토레지스트 재료를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, EUV 리소그래피 공정을 수행하는 단계가, PGMEA(프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트), PGME(프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르), PGEE(1-에톡시-2-프로판올), GBL(감마-부티로락톤), CHN(시클로헥사논), EL(에틸 락테이트), 메탄올, 에탄올, 프로판올, n-부탄올, 아세톤, DMF(디메틸포름아미드), IPA(이소프로필 알콜), THF(테트라히드로푸란), 메틸 이소부틸 카르비놀(MIBC), nBA(n-부틸 아세테이트), MAK(2-헵타논)로 이루어진 군에서 선택되는 현상액을 사용하여 현상 공정을 수행하는 것을 포함하는 방법.
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