KR960015482B1 - Lithographic developer and lithographic process - Google Patents

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KR960015482B1
KR960015482B1 KR1019930001611A KR930001611A KR960015482B1 KR 960015482 B1 KR960015482 B1 KR 960015482B1 KR 1019930001611 A KR1019930001611 A KR 1019930001611A KR 930001611 A KR930001611 A KR 930001611A KR 960015482 B1 KR960015482 B1 KR 960015482B1
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Abstract

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Description

리토그라피용 현상액 및 리토그라피 공정Lithography Developer and Lithography Process

제1도는 본 발명의 현상액으로 현상한 레지스트패턴의 마스크충실도를 나타낸 그 래프,1 is a graph showing mask fidelity of a resist pattern developed with the developer of the present invention;

제2도는 접촉 호울의 설계에 사용한 전사마스크를 나타낸 모식도,2 is a schematic diagram showing the transfer mask used in the design of the contact hole,

제3도는 실시예 1에 있어서, 접촉호울형성의 노광역치에너지의 계면활성제 농도의존성을 나타낸 그래프,3 is a graph showing surfactant concentration dependency of exposure threshold energy of contact hole formation in Example 1;

제4도는 NA값이 0.43인 g선 축소투영노광장치와 본 발명의 현상액을 사용하여 형성한 0.8㎛, 0.7㎛ 및 0.6㎛ 접촉호울의 프로파일을 나타낸 사진,4 is a photograph showing profiles of 0.8 μm, 0.7 μm, and 0.6 μm contact holes formed using a g line reduction projection exposure apparatus having a NA value of 0.43 and a developer of the present invention;

제5도는 NA값이 0.55인 g선 축소투영노광장치와 본 발명의 현상액을 사용하여 형성한 0.6㎛, 0.5㎛ 및 0.4㎛ 접촉호울의 프로파일을 나타낸 사진,5 is a photograph showing a profile of 0.6 µm, 0.5 µm and 0.4 µm contact holes formed using a g line reduction projection exposure apparatus having an NA value of 0.55 and a developer of the present invention;

제6도는 오존함유초순수의 제조법을 나타낸 개념도,6 is a conceptual diagram showing a manufacturing method of ultrapure ozone-containing water,

제7A도 및 제7B도는 오존함유초순수에 의한 세정으로 실리콘표면에서 계면활성제가 제거되는 것을 나타낸 XPS 스펙트럼,7A and 7B are XPS spectra showing that the surfactant is removed from the silicon surface by washing with ultrapure water containing ozone,

제8도는 접촉각측정에 따라, 오존함유초순수에 의한 세정으로 실리콘표면에서 계면활성제가 제거되는 것을 나타낸 그래프,8 is a graph showing that the surfactant is removed from the silicon surface by washing with ultrapure water containing ozone according to the contact angle measurement,

제9A도 및 제9B도는 오존함유초순수에 의한 세정후의 0.6㎛ 라인-앤드-스페이스패턴을 나타낸 사진,9A and 9B are photographs showing a 0.6 μm line-and-space pattern after washing with ultrapure ozone-containing water,

제9A도 ; 세정전.9A; Before cleaning.

제9B도 ; 세정후.9B; After cleaning.

제10A도 및 제10B도는 본 발명의 현상액 또는 종래의 현상액을 사용한 경우의 실리콘표면의 거칠음을 나타내는 사진,10A and 10B are photographs showing the roughness of the silicon surface when the developer of the present invention or the conventional developer is used;

제10A도 ; 종래의 현상액.Figure 10A; Conventional developer.

제10B도 ; 본 발명의 현상액.10B; Developer of the present invention.

제11도는 본 발명에 사용된 계면활성제의 분자량, 친수기의 비율[(A+B)/(A+B+C)], 발포성 및 운점의 관계를 나타낸 그래프,11 is a graph showing the relationship between the molecular weight of the surfactant used in the present invention, the ratio of the hydrophilic group [(A + B) / (A + B + C)], foamability and cloud point,

제12도는 레지스트막두께와 현상액침지시간과의 관계를 나타낸 그래프,12 is a graph showing the relationship between resist film thickness and developer immersion time;

제13도는 접촉호울형성에 필요한 노광역치에너지와 현상액중의 계면활성제의 농도와의 관계를 나타낸 그래프,13 is a graph showing the relationship between the exposure threshold energy required for contact hole formation and the concentration of the surfactant in the developer;

제14A도 및 제14B도는 다른 사이즈의 접촉호울을 형성할때 호울형상에 미치는 현상액중의 계면활성제의 효과를 나타낸 전자현미경사진,14A and 14B are electron micrographs showing the effect of the surfactant in the developer on the shape of the hole when forming contact holes of different sizes,

제14A도 ; 레지스트 MCPRi 6600.14A; Resist MCPRi 6600.

제14B도 ; 레지스트 THMRip 1800.14B; Resist THMRip 1800.

제15A도 및 제15B도는 초점위치를 여러가지로 변화시켜 노광하고, 현상액을 사용하여 형성한 0.35㎛ 접촉호울을 나타낸 전자현미경사진,15A and 15B are electron micrographs showing 0.35 占 퐉 contact holes formed by using a developer and exposed by varying the focus positions.

제15A도 ; 레지스트 MCPRi 6600.Figure 15A; Resist MCPRi 6600.

제15B도 ; 레지스트 THMRip 1800.Figure 15B; Resist THMRip 1800.

제16도는 현상액에 대한 레지스트의 선택비의 TMAH 농도 의존성을 나타낸 그래프,16 is a graph showing the TMAH concentration dependence of the selectivity of the resist to the developer;

제17도는 종래의 현상액에 의해 형성된 0.55㎛ 라인-앤드-스페이스패턴을 나타낸 사진,Figure 17 is a photograph showing a 0.55㎛ line and space pattern formed by a conventional developer,

제18도는 현상액에의 침지에 의한 실리콘표면의 중심선평균거칠기변화를 나타낸 그래프,18 is a graph showing the change of the centerline average roughness of the silicon surface by immersion in the developer;

제19도는 현상액에 의한 MOSFET의 채널이동도의 열화를 나타낸 그래프,19 is a graph showing the deterioration of the channel mobility of the MOSFET by the developer;

제20도는 계면활성제의 실리콘웨이퍼표면으로의 흡착을 나타낸 XPS 스펙트럼,20 is an XPS spectrum showing adsorption of surfactant to silicon wafer surface,

제21A도 및 제21B도는 종래의 현상액을 사용하여 형상한 접촉호울의 프로파일을 나타낸 사진,21A and 21B are photographs showing a profile of a contact hole formed using a conventional developer;

제22도는 종래의 현상액을 사용하여 접촉호울을 형성하기 위한 노광역치에너지의, 현상액에 첨가한 계면활성제의 농도에 대한 의존성을 나타낸 그래프,22 is a graph showing the dependence of the exposure threshold energy on the concentration of the surfactant added to the developer to form a contact hole using a conventional developer;

제23도는 제22도에 나타낸 바와 같은 계면활성제를 함유하는 현상제를 사용하여 형성된 접촉호울을 나타낸 사진.FIG. 23 is a photograph showing a contact hole formed using a developer containing a surfactant as shown in FIG.

본 발명은 리토그라피용 현상제(현상액) 및 리토그라피공정에 관한 것으로, 특히, 초고밀도 집적화프로세스에 적합한 리토그라피용 현상액 및 리토그라피공정에 관한 것이다.The present invention relates to a developer (developer) for lithography and a lithography process, and more particularly, to a lithography developer and a lithography process suitable for an ultra high density integration process.

근년, 반도체소자의 고밀도화, 미세화에 따라, 리토그라피공정에는 프로세스여유를 지닌 미세레지스트패턴의 형성이 필요하게 되었다. 이 때문에, 패턴형성에는 고해상도를 지닌 포토레지스트가 사용되고 있으며, 이들 레지스트는 포지티브형 또는 네가티브형으로, 통상, 알칼리성의 현상액, 예를들어, 테트라메틸암모늄히드록시드(이하, TMAH라 한다)의 2.38중량% 수용액에 의해 패턴형성이 행해지고 있다.In recent years, with the increase in density and size of semiconductor devices, the lithography process requires the formation of fine resist patterns with process margins. For this reason, photoresists having a high resolution are used for pattern formation, and these resists are positive or negative, usually 2.38 of an alkaline developer, for example, tetramethylammonium hydroxide (hereinafter referred to as TMAH). Pattern formation is performed by the weight% aqueous solution.

레지스트재료가 고분해능력을 지니도록 만들어짐에 따라, 레지스트층의 노광부와 비노광부의 용해속도의 비, 즉, 레지스트의 현상액에 대한 선택비가 향상되고 있으며, 그 상태를 제16도에 도시하였다. 제16도에 있어서는, 레지스트층의 비노광부에 대한 노광부의 용해속도의 비를 TMAH농도의 함수로서 도시하고 있으며, 도면에 있어서, 표지티브형포토레지스트 A의 해상력은 1.2㎛, 포지티브형포토레지스트 B는 0.8㎛, 및 포지티브형 포토레지스트 C는 0.6㎛이다. 도면에 나타낸 바와 같이 레지스트의 해상력이 향상함에 따라 레지스트가 지닌 선택비가 지수함수적으로 증가하고 있음을 알 수 있다. 즉, 고해상도의 레지스트를 실현하는 것은 레지스트층의 노광부와 비노광부의 선택비를 향상시키는 것과 동일하다는 것을 알 수 있다.As the resist material is made to have high resolution, the ratio of the dissolution rate of the exposed portion and the non-exposed portion of the resist layer, that is, the selectivity of the resist to the developer, is improved, and the state is shown in FIG. In FIG. 16, the ratio of the dissolution rate of the exposed portion to the non-exposed portion of the resist layer is shown as a function of TMAH concentration. In the figure, the resolution of the labeled photoresist A is 1.2 mu m and the positive photoresist B is shown. Is 0.8 µm and the positive photoresist C is 0.6 µm. As shown in the figure, it can be seen that the selectivity of the resist increases exponentially as the resolution of the resist improves. In other words, it can be seen that realizing a high resolution resist is the same as improving the selectivity of the exposed portion and the non-exposed portion of the resist layer.

현상능력을 향상시키기 위해, 현상액의 농도를 증가시키려는 시도도 있었으나, 이런 경우, 레지스트층의 노광부와 비노광부의 선택비를 저하시켜 레지스트의 해상력성능을 열화시켜 버린다.In order to improve the developing ability, there have been attempts to increase the concentration of the developing solution, but in this case, the selectivity of the exposed portion and the non-exposed portion of the resist layer is lowered, resulting in deterioration of the resolution performance of the resist.

제17도는 종래 형태의, 계면활성제를 첨가하지 않은 현상액에 의해 현상된 0.55㎛ 라인-앤드-스페이스 레지스트패턴을 나타낸 것이다. 노광은 개구수가 0.43인 렌즈를 지닌 g선 축소투영노광장치를 사용하여 행하였다. 현상액의 레지스트표면에서의 젖음성이 나쁘기 때문에, 현상후 레지스트패턴의 트레일링, 잔사물(제17도의 동그라미부분)의 발생을 볼 수 있다. 이런 현상을 억제하기 위해, 다소의 경우, 계면활성제를 함유한 현상액을 사용하였으나, 몇몇 형태의 기판을 사용하였을 경우, 지금까지의 계면활성제를 함유한 현상제로는 레지스트잔사물의 발생을 억제할 수 없었고, 역으로, 이런 형태의 계면활성제의 첨가에 의해 레지스트의 감도를 저하시킨다거나 노광여유를 저하시키고 있었다.FIG. 17 shows a 0.55 μm line-and-space resist pattern developed by a developer without adding a surfactant of the conventional form. The exposure was performed using a g-line reduction projection exposure apparatus with a lens having a numerical aperture of 0.43. Since the wettability on the resist surface of the developer is poor, trailing of the resist pattern after development and the occurrence of residues (circles in FIG. 17) can be seen. In order to suppress this phenomenon, in some cases, a developer containing a surfactant is used. However, when some types of substrates are used, a developer containing a surfactant so far can suppress the generation of a resist residue. On the contrary, the addition of this type of surfactant lowered the sensitivity of the resist or the exposure margin.

제18도는 종래형태의 계면활성제를 첨가하지 않은 현상액에 실리콘웨이퍼를 60초간 침지한 후의 표면의 평탄성을 중심선평균거칠기를 사용하여 나타낸 것이다. 이로부터 알 수 있듯이, 현상액에 침지하지 않은 기준웨이퍼에 비하여, 현상액에 침지한 웨이퍼는 60초간이라고 하는 단시간 동안 현상액에 접촉할 뿐으로 그 표면이 매우 거칠게 된다. 또 이와 같은 표면상태로 반도체소자를 제작하면 그 전기적 특성은 현저하게 열화한다.FIG. 18 shows the flatness of the surface after immersing a silicon wafer for 60 seconds in a developer without adding a conventional surfactant, using a centerline average roughness. As can be seen from this, compared to the reference wafer which is not immersed in the developer, the wafer immersed in the developer is only in contact with the developer for a short time of 60 seconds and the surface becomes very rough. In addition, when a semiconductor device is manufactured in such a surface state, its electrical characteristics are significantly degraded.

제19도는 이런 거친 표면의 웨이퍼를 사용하여 MOS 트랜지스터를 제작하고, 채널이동도를 조사하여 얻은 데이타를 나타낸다. 채널이동도는 현상액과 접촉하여 표면을 거칠게 한 경우의 기준값에 대해 극도로 악화되어 있음을 알 수 있다.Fig. 19 shows data obtained by fabricating a MOS transistor using such a rough surface wafer and examining channel mobility. It can be seen that the channel mobility is extremely deteriorated with respect to the reference value when the surface is roughened in contact with the developer.

또, 현상액에 특정계면활성제를 첨가한 경우, 실리콘표면거칠음이 방지되나, 계면활성제가 실리콘상에 흡착된다. 제20도에, X선 광전자분광법(XPS)에 의해 탄소의 15 피이크를 관측한 데이타를 나타내었다. 계면활성제를 함유하는 현상액에 60초간 노광한 실리콘표면으로부터의 데이타에는 계면활성제의 존재를 표시하는 피이크(1501)가 보인다. 계면활성제를 함유하는 현상액을 사용하면, 하부기판에 계면활성제가 흡착하여 통상의 세정공정으로는 제거되지 않는 것을 알았다. 계면활성제가 기판표면에 흡착하면, 카본오염으로 되어 그후의 각종 박막형성에 막질의 저하를 일으킨다. 반면, 실리콘표면에 흡착하지 않는 계면활성제를 선택하면, 실리콘표면이 거칠게 된다.In addition, when a specific surfactant is added to the developer, silicon surface roughness is prevented, but the surfactant is adsorbed on the silicon. In FIG. 20, data obtained by observing 15 peaks of carbon by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) are shown. The data from the silicon surface exposed to the developer containing the surfactant for 60 seconds shows the peak 1501 indicating the presence of the surfactant. It was found that when a developer containing a surfactant was used, the surfactant was adsorbed onto the lower substrate and was not removed by a normal washing process. If the surfactant is adsorbed on the surface of the substrate, it becomes a carbon contamination, resulting in a decrease in film quality in the subsequent formation of various thin films. On the other hand, if a surfactant that does not adsorb on the silicon surface is selected, the silicon surface becomes rough.

이런 상황하에서, 0.6㎛까지의 해상역(라인-앤드-스페이 스패턴을 마스크충실성을 지니도록 형성할 수 있는)을 지닌 레지스트를 사용하여 접촉호울을 형성하면, 레지스트는 그 능력을 발휘할 수 없었다.Under these circumstances, if a contact hole was formed using a resist having a resolution of up to 0.6 µm (which can form a line-and-space pattern with mask fidelity), the resist could not exert its capability. .

제21도는 종래 현상액을 사용하여 현상한 접촉호울의 단면사진을 나타낸다. 0.8㎛ 사이즈의 접촉호울이 형성된 노광조건(220mJ/㎠)에서는, 0.7㎛, 0.6㎛ 호울은 노광부족조건이다.21 shows a cross-sectional photograph of a contact hole developed using a conventional developer. Under exposure conditions (220 mJ / cm 2) in which a contact hole of 0.8 μm size is formed, 0.7 μm and 0.6 μm holes are underexposure conditions.

0.7㎛ 사이즈의 접촉호울이 형성된 노광조건(280mJ/㎠)에서는, 0.8㎛ 호울은 과다노광조건이며, 0.6㎛ 호울은 노광부족조건이다. 즉, 그들 자신의 노광면적이 작은 영역(예를들면, 호울영역)에 있어서는, 현상액의 젖음성이 나빠 레지스트패턴에 침투하지 않으므로 레지스트성능을 충분하게 발휘할 수 없었다.Under exposure conditions (280 mJ / cm 2) in which a contact hole of 0.7 μm size is formed, the 0.8 μm hole is an overexposure condition, and the 0.6 μm hole is an underexposure condition. In other words, in a region (e.g., a hollow region) where their own exposure area is small, the wettability of the developing solution is poor and does not penetrate the resist pattern, so that the resist performance cannot be sufficiently exhibited.

현상액의 젖음성을 향상시키기 위해, 계면활성제를 함유한 현상액을 사용한다. 제22도는 현상액에 첨가한 계면활성제의 농도와 접촉호울형성을 위한 노광역치에너지 사이의 관계를 나타낸 것이다. 접촉호울노광역치에너지라는 것은 접촉호울의 바닥이 하부기판에 도달하는데 필요한 노광에너지를 의미하는 것이다. 현상액에 첨가하는 계면활성제의 농도를 증가시키면 노광역치에너지가 저하하나, 다른 호울사이즈 사이에서의 노광역치에너지의 차이는 계면활성제 첨가전의 상태로부터 변하지 않는다. 즉, 지금까지의 계면활성제를 사용하면, 동일 노광조건하에서 사이즈가 다른 미세접촉호울을 고정밀도로 형성하는 것은 불가능하였다.In order to improve the wettability of the developer, a developer containing a surfactant is used. 22 shows the relationship between the concentration of the surfactant added to the developer and the exposure threshold energy for contact hole formation. Contact hole exposure threshold energy refers to the exposure energy required for the bottom of the contact hole to reach the lower substrate. Increasing the concentration of the surfactant added to the developer lowers the exposure threshold energy, but the difference in the exposure threshold energy between different hole sizes does not change from the state before the surfactant addition. That is, using the surfactants up to now, it was impossible to form microcontact holes having different sizes with high accuracy under the same exposure conditions.

제23도는 제22도에 도시한 바와 같이 계면활성제를 함유하는 현상액을 사용하여 형성된 접촉호울의 단면사진을 나타낸 것이다. 제23도는 종래의 계면활성제를 첨가한 경우, 접촉호울의 측벽이 만곡한 형상으로 되는 것을 나타내며, 또, 현상액의 젖음성을 향상시키기 위해, 지금까지의 계면활성제의 첨가량을 증가시키면, 호울형상의 열화가 발생하였다.FIG. 23 shows a cross-sectional photograph of a contact hole formed by using a developer containing a surfactant as shown in FIG. FIG. 23 shows that the side wall of the contact hole becomes curved when the conventional surfactant is added, and in order to improve the wettability of the developing solution, increasing the amount of the surfactant added so far causes deterioration of the hole shape. Occurred.

본 발명은 상기의 점을 고려하여 이루어진 것으로, 다른 사이즈, 형상의 모든 영역을 지니는 미세 레지스트패턴을 원래 설계가 바와 같이 현상할 수 있는, 리토그라피용 현상액 및 리토그라피공정을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above point, and an object of the present invention is to provide a developer for lithography and a lithography process capable of developing a fine resist pattern having all regions of different sizes and shapes as the original design. .

본 발명의 리토그라피용 현상액은 레지스트패턴에 형성된 레지스트층의 레지스트영역을 용해제거함으로써, 다른 크기 및 형상의 영역을 지니는 레지스트패턴을 현상하기 위해 사용된 리토그라피용현상액에 있어서, 상기 현상액은 상기 레지스트층의 표면상의 용해제거면적이 작은 용해제거되어야 할 레지스트영역의 레지스트의 용해를 증대시킬 수 있는 계면활성제를 함유하는 것을 특징으로 한다.In the lithography developer of the present invention, in the lithography developer used to develop a resist pattern having regions of different sizes and shapes by dissolving and removing the resist region of the resist layer formed on the resist pattern, the developer is the resist. It is characterized by containing a surfactant which can increase the dissolution of the resist of the resist area to be dissolved by small dissolution removal area on the surface of the layer.

본 발명의 리토그라피공정은, 다른 크기 및 형상의 영역을 지니는 레지스트패턴을 현상하기 위해, 레지스트패턴에 형성된 레지스트층의 레지스트영역을 용해제거하는 공정을 구비한 리토그라피공정에 있어서, 상기 레지스트층의 표면상의 용해제거면적이 작은 용해제거되어야 할 레지스트영역의 레지스트의 용해를 증대시킬 수 있는 계면활성제를 함유하는 리토그라피용현상액을 상기 레지스트패턴현상의 적어도 일부에 사용하는 것을 특징으로 한다.In the lithography process of the present invention, in the lithography process of dissolving and removing a resist region of a resist layer formed on a resist pattern in order to develop a resist pattern having regions of different sizes and shapes, A lithography developer containing a surfactant capable of increasing the dissolution of the resist in the resist region to be dissolved and removed with a small dissolution removal area on the surface is used for at least part of the resist pattern development.

본 발명에 있어서는, 보다 작은 레지스트영역의 레지스트의 용해를 증대할 수 있는 계면활성제를 함유한 현상액을 사용한다. 그러므로, 패턴형성장치를 사용하여 다른 사이즈의 영역을 지닌 패턴을 투영함으로써 형성한 레지스트패턴을 이 현상액을 사용하여 현상하면, 계면활성제는 레지스트표면에 흡착된다. 다음, 통상, 액이 침투하기 어려운 미세영역에 계면활성제가 존재하기 때문에, 비교적 큰 패턴영역을 지닌 레지스트영역과 동일한 과정을 통해 현상이 진행한다. 이때문에, 레지스트영역의 사이즈 및 현상에 관계없이, 다른 사이즈, 현상의 영역을 지닌 미세레지스트패턴은 원래 설계한대로 현상될 수 있어, 보다. 초고밀도이며, 보다 초고속도인 LSI를 실현하는 것이 가능하게 된다.In the present invention, a developer containing a surfactant capable of increasing dissolution of the resist in a smaller resist region is used. Therefore, when a resist pattern formed by projecting a pattern having regions of different sizes using a pattern forming apparatus is developed using this developer, the surfactant is adsorbed on the resist surface. Next, since the surfactant is usually present in the microregions where the liquid does not easily penetrate, the development proceeds through the same process as the resist region having a relatively large pattern region. For this reason, regardless of the size and development of the resist area, a fine resist pattern having a different size and development area can be developed as originally designed, and moreover. It is possible to realize an ultra-high density and ultra-high speed LSI.

상기 리토그라피용현상액 및 리토그라피공정에 사용된 계면활성제는, 소포성을 지니는 계면활성제가 바람직하다.The surfactant used in the lithography developer and the lithography process is preferably a surfactant having antifoaming properties.

계면활성제로서는, 예를들면, 에틸렌-프로필렌블록을 분기 사슬기로 지닌 아민계 계면활성제, 친수기로서, 아민기, 에틸렌옥시드기 및/또는 프로필렌옥시드를 지닌 계면활성제 등이 바람직하다. 이들 계면활성제의 농도는 300ppm 이상으로 하는 것이 바람직하다.As the surfactant, for example, an amine surfactant having a ethylene-propylene block as a branched chain group, a hydrophilic group, and the like having a amine group, an ethylene oxide group and / or a propylene oxide, and the like are preferable. It is preferable that the density | concentration of these surfactant shall be 300 ppm or more.

본 발명에 사용된 계면활성제는, 하기 일반식(Ⅰ)The surfactant used in the present invention is the following general formula (I)

HO(CH2CH2O)a(CH (CH3) CH2O)b(CH2CH2O)c) H (Ⅰ)HO (CH 2 CH 2 O) a (CH (CH 3 ) CH 2 O) b (CH 2 CH 2 O) c ) H (I)

(식중, a, b, c는 정수)로 표현되는 계면활성제가 특히 바람직하다.Especially preferable are surfactants represented by (a, b, c are integers).

더욱이, HO(CH2CH2O)a의 분자량을 A,(CH(CH3)CH2O)b의 분자량을 B,(CH2CH2O)cH의 분자량을 C로 하였을때, A, B 및 C 사이에Furthermore, when the molecular weight of HO (CH 2 CH 2 O) a is A, the molecular weight of (CH (CH 3 ) CH 2 O) b is B, and the molecular weight of (CH 2 CH 2 O) c H is C, A , Between B and C

(A+C)/(A+B+C)≤0.2(A + C) / (A + B + C) ≤0.2

가 성립하는 것이 특히 바람직하며, 계면활성제의 분자량은 4,000 이하인 것이 바람직하다. 현상액중의 계면활성제의 바람직한 농도는 100ppm∼1,000ppm이다.Is particularly preferred, and the molecular weight of the surfactant is preferably 4,000 or less. The concentration of the surfactant in the developer is preferably 100 ppm to 1,000 ppm.

본 발명에 사용된 계면활성제로서는, 식(Ⅰ)로 표현된 계면활성제가 바람직하며, 계면활성제의 구조, 분자량을 최적화함으로써, 현상시의 발포를 한층 억제할 수 있으며, 또한, 비노광부의 막손실이 한층 억제되어 미세패턴을 매우 고정밀도로 형성할 수 있다.As surfactant used for this invention, surfactant represented by Formula (I) is preferable, and foaming at the time of image development can be suppressed further by optimizing the structure and molecular weight of surfactant, and also the film loss of a non-exposed part. This can be further suppressed to form a fine pattern with very high accuracy.

제11도는 계면활성제의 분자량, 친수기의 비율[(A+C)/(A+B+C)]과 발포성 및 운점의 관계를 나타낸다. 제11도로부터 명백한 바와 같이, 친수기의 비율을 작게 함으로써 발포성은 감소하고, 30%에서의 거품의 발생을 전혀 보이지 않게 되어 거품이 기인하는 패턴결함은 없게 된다. 또, 계면활성제의 분자량을 4000 이하로 하면, 운점을 25 이상으로 할 수 있어, 통상의 현상조건에서는 계면활성제의 석출영향은 전혀 없어, 고정밀도로 패턴을 형성할 수 있다.11 shows the relationship between the molecular weight of the surfactant and the ratio [(A + C) / (A + B + C)] of the hydrophilic group to foamability and cloud point. As is apparent from FIG. 11, by decreasing the proportion of the hydrophilic group, the foamability is reduced, and the generation of bubbles at 30% is not seen at all, and there is no pattern defect caused by the bubbles. Moreover, when the molecular weight of surfactant is 4000 or less, cloud point can be 25 or more, and under normal developing conditions, there is no precipitation influence of surfactant, and a pattern can be formed with high precision.

상기 리토그라피공정에 있어서, 레지스트노광은 g선 또는 i선 축소투영노광장치를 사용하여 행하면 된다.In the lithography step, the resist exposure may be performed using a g line or i line reduction projection exposure apparatus.

또, 레지스트표면 혹은 레지스트의 하부기판에 흡착한 계면활성제를, 0.1ppm 이상의 오존을 함유하는 초순수에 의해 제거하는 것이 바람직하며, 이런 경우, 초순수중의 오존의 농도는 2.0ppm 이상으로 하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to remove the surfactant adsorbed on the resist surface or the lower substrate of the resist with ultrapure water containing ozone of 0.1 ppm or more, and in this case, the concentration of ozone in the ultrapure water is preferably 2.0 ppm or more. .

본 발명은 특히 레지스트패턴의 사이즈가 0.5㎛ 이하인 경우에 있어서 보다 그 효과가 현저하게 나타난다.In particular, the effect of the present invention is more remarkable when the size of the resist pattern is 0.5 µm or less.

더욱이, 계면활성제의 첨가량을 100ppm 이상으로 하면 젖음성은 한층 향상하여, 다른 레지스트영역이 혼재하는 랜덤패턴의 형성이 보다 용이하게 된다. 또, 첨가량의 상한은 계면활성제의 용해도로부터 1,000ppm이다.Further, when the amount of the surfactant added is 100 ppm or more, the wettability is further improved, and it is easier to form a random pattern in which other resist regions are mixed. Moreover, the upper limit of addition amount is 1,000 ppm from the solubility of surfactant.

(실시예 1)(Example 1)

본 발명의 제1실시예를 도면과 관련하여 설명한다. 제1도는 개구수가 0.43인 g선 축소투영노광장치로 노광하고, 본 실시예의 현상액(TMAH함량 ; 2.38중량%)으로 현상한 레지스트의 라인-앤드-스페이스패턴의 설계충실도를 나타낸 것이다. 포지티브형레지스트(TSMR-V50 ; 토쿄오까코교(주)제품)는 0.6㎛의 해상력을 지니나 본 발명의 현상액을 사용한 현상공정에서는 레지스트의 종류에 대해서는 특히 문제되지 않는다.A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the design fidelity of the line-and-space pattern of the resist exposed by the g-line reduction projection exposure apparatus having a numerical aperture of 0.43 and developed with the developer (TMAH content; 2.38 wt%) of the present embodiment. The positive resist (TSMR-V50; manufactured by Tokyo Kakogyo Co., Ltd.) has a resolution of 0.6 µm, but in the developing step using the developer of the present invention, the type of resist is not particularly problematic.

본 실시예에 사용된 계면활성제는, 에틸렌-프로필렌블록을 분기사슬기로 지닌 아민계 소포성계면활성제이나, 보다 작은 레지스트영역의 레지스트의 용해를 증대시킬 수 있는 계면활성제를 함유한 리토그라피용현상액이면 된다. 즉, 다른 사이즈 및 형상의 영역을 지니는 레지스트패턴을 현상하는데 있어, 레지스트패턴에 형성된 레지스트층의 용해제거해야할 레지스트영역에 관하여, 레지스트층표면에 있어서의 용해제거면적이 작은 용해제거해야 할 레지스트영역의 레지스트의 용해를 증대시킬 수 있는 계면활성제이면 된다.The surfactant used in this embodiment is an amine antifoaming surfactant having a branched chain of ethylene-propylene block, or a lithography developer containing a surfactant that can increase the dissolution of a resist in a smaller resist area. You just need That is, in developing a resist pattern having regions of different sizes and shapes, with respect to the resist region to be dissolved and removed from the resist layer formed on the resist pattern, the resist region to be dissolved and removed with a small dissolution removal area on the surface of the resist layer What is necessary is just a surfactant which can increase the dissolution of a resist.

이들 레지스트와 현상액을 사용한 현상공정후의 접촉호울의 현상을 주사형현미경으로 관찰하였다.The phenomenon of the contact hole after the developing process using these resists and a developing solution was observed with the scanning microscope.

제2도는 접촉호울의 설계에 사용한 전사마스크를 나타낸다. 마스크(201)상의 1/5 사이즈가 실제의 사이즈로 된다. 직경 5인치 n형(100)실리콘기판상에, 막두께 1.26㎛의 포지티브형레지스트층(레지스트 : TSMR-V50 ; 토쿄 오까코교(주)제품)을 형성한다. 개구수 0.43인 렌즈를 지니는 g선 축소투영노광장치에 의해, 상기 마스크(201)를 통하여 테스트패턴(202)을 시료표면에 5대 1의 축소투영을 행한다. 레지스트 패턴형상장치의 종류의 상위에 관하여는, 본 발명에 있어서 하등 영향이 없으므로 기타 장치를 사용하여도 상관없다.2 shows the transfer mask used for the design of the contact hole. One fifth of the size on the mask 201 becomes the actual size. On the 5-inch-diameter n-type (100) silicon substrate, a positive resist layer (resist: TSMR-V50; manufactured by Tokyo Okaka Co., Ltd.) having a film thickness of 1.26 mu m is formed. By a g-line reduced projection exposure apparatus having a lens having a numerical aperture of 0.43, the test pattern 202 is subjected to five-to-one reduction projection on the sample surface through the mask 201. Regarding the difference between the types of the resist pattern forming apparatus, since there is no influence in the present invention, other apparatuses may be used.

그후, 본 실시예의 현상액에 시료를 70초간 침지하고, 초순수에 의해 60초간의 수세를 행하여 호울을 형성한다. 호울사이의 간격은 호울사이즈의 2배이며, 예를들어, 0.6㎛ 사이즈의 호울의 경우, 그 간격은 1.2㎛로 되어 있다. 이 실시예에 있어, 먼저, 1㎛에서 0.6㎛ 사이즈의 호울을 제작한다.Thereafter, the sample is immersed in the developing solution of the present embodiment for 70 seconds, washed with ultrapure water for 60 seconds to form a hole. The spacing between the holes is twice the size of the hole. For example, in the case of a 0.6 μm size hole, the distance is 1.2 μm. In this embodiment, first, a hole having a size of 0.6 µm to 0.6 µm is manufactured.

제3도는 접촉호울형성을 위한 노광역치에너지의 계면활성제의 농도의존성을 나타낸 것으로, 계면활성제의 증가에 따라, 사이즈가 작은 호울에 현저한 노광역치에너지의 저하가 보였다.3 shows the concentration dependency of the exposure threshold energy for the formation of the contact hole, and as the surfactant increases, the decrease in the exposure threshold energy is observed in the small size of the hole.

즉, 0.8㎛ 호울의 경우, 노광역치에너지의 계면활성제의 농도의존성은 그다지 모이지 않으나, 0.7㎛ 및 0.6㎛로 호울사이즈가 작아짐에 따라, 계면활성제의 농도 증가와 함께 노광역치에너지가 현저하게 저하한다. 계면활성제의 첨가농도가 300ppm 이상에서, 0.6㎛까지의 접촉호울을 동일 노광조건으로 형성할 수 있었다. 이 현상은 본 실시예의 현상액을 사용하는 것에 의한 것으로, 보다 작은 사이즈의 레지스트영역에 있어서, 레지스트의 용해를 증대하는 능력을 지니기 때문이다.That is, in the case of a 0.8 μm hole, the concentration dependence of the surfactant of the exposure threshold energy is not very low. However, as the hole size decreases to 0.7 μm and 0.6 μm, the exposure threshold energy decreases remarkably with increasing the concentration of the surfactant. . When the addition concentration of the surfactant was 300 ppm or more, contact holes up to 0.6 µm could be formed under the same exposure conditions. This phenomenon is due to the use of the developer of the present embodiment, and has a capability of increasing the dissolution of the resist in a smaller size resist area.

다음, 호울의 단면을 주사형전자현미경으로 관찰하였다. 제4도는 0.8㎛, 0.7㎛, 0.6㎛의 접촉호울의 프로파일을 나타낸 것이다. 종래의 현상제를 사용하면 호울측벽이 만곡되어 있으나, 본 실시예에서 사용한 현상액의 경우, 호울측벽이 샤프한 형상이었다. 이 현상은, 미세영역에 선택적으로 현상액이 침투하는 것과, 용해반응생성물이 빠르게 확산하여 레지스트표면에서 제거되고, 레지스트영역이 작을수록 신선한 현상액이 조속히 공급되기 때문에 비교적 큰 면적을 지니는 레지스트영역에 있어서와 동일한 과정을 통해 현상이 진행하기 때문에 생기는 것이다.Next, the cross section of the hole was observed with a scanning electron microscope. 4 shows profiles of contact holes of 0.8 μm, 0.7 μm, and 0.6 μm. When the conventional developer is used, the recess side wall is curved, but in the case of the developer used in this example, the recess side wall was sharp. This phenomenon is characterized by the fact that the developer selectively penetrates into the fine region, the dissolution reaction product diffuses rapidly and is removed from the resist surface, and the smaller the resist region is, the more rapidly the fresh developer is supplied. This is because the phenomenon progresses through the same process.

이어서, 고해상도패턴을 형성하기 위해 제조된 개구수가 0.55인 렌즈를 지니는 g선 축소투영 노광장치를 사용하여, 0.4㎛까지의 접촉호울을 형성하였다.Subsequently, a contact hole up to 0.4 [mu] m was formed using a g-line reduced projection exposure apparatus having a lens having a numerical aperture of 0.55 manufactured to form a high resolution pattern.

제5도는 0.8㎛, 0.5㎛, 0.4㎛의 접촉호울의 단면사진을 나타낸 것이다. 노광에너지는 280mJ/㎠로, 동일 노광조건하에서 노광을 수행하였다.5 shows a cross-sectional photograph of a contact hole of 0.8 μm, 0.5 μm, and 0.4 μm. The exposure energy was 280 mJ / cm 2, and exposure was performed under the same exposure conditions.

제5도로부터 명백한 바와 같이, 본 실시예의 현상액을 사용함으로써, 종래 형성할 수 없었던, 0.4㎛ 호울까지 동일노광조건으로 정확하게 양호한 호울을 형성할 수 있었다. 이 현상은, 현상하기 어려운 초미세패턴일수록 현상능력을 증대시키는 효과를 지닌 현상액에 의해 달성된다.As apparent from Fig. 5, by using the developer of the present embodiment, it was possible to form a favorable hole accurately under the same exposure conditions, up to a 0.4 µm hole, which could not be formed conventionally. This phenomenon is achieved by a developer having an effect of increasing the developing ability as the ultrafine pattern that is difficult to develop.

상기 결과로부터, 본 실시예의 현상액에 의해, 레지스트영역의 사이즈 및 형상에 관계없이, 특히 0.5㎛이하의 미세레지스트패턴을 g선 축소투영 노광장치에 의해 원래 설계한대로 현상될 수 있다는 것을 확인하였다.From the above results, it was confirmed that with the developer of this embodiment, regardless of the size and shape of the resist region, in particular, a microresist pattern of 0.5 µm or less could be developed as originally designed by the g-line reduction projection exposure apparatus.

(실시예 2)(Example 2)

본 발명의 제2실시예에 대해 제6∼10B도를 참조하면서 설명한다.A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 10B.

제6도는 본 실시예의 오존함유초순수세정시 사용한 오존함유초순수의 제조방법을 나타내는 개념도이다. 제6도에 도시한 장치에 있어서, 오존은 초순수의 전기분해에 의해 발생되며, 별도로 공급된 초순수에 용해된다. 오존발생장치(오조나이져)로서 통상의 시판품을 사용할 수 있고, 특별한 처치는 필요하지 않다.FIG. 6 is a conceptual diagram showing a method for producing ozone-containing ultrapure water used for washing ozone-containing ultrapure water of this embodiment. In the apparatus shown in FIG. 6, ozone is generated by electrolysis of ultrapure water and dissolved in ultrapure water supplied separately. As an ozone generator (ozonizer), a commercially available product can be used, and no special treatment is necessary.

이 장치를 사용하면, 초순수중의 오존농도를 0.01∼10ppm까지 정밀도 좋게 안정하게 공급할 수 있다.By using this apparatus, it is possible to supply ozone concentration in ultrapure water up to 0.01 to 10 ppm with high accuracy and stability.

제7도는 본 발명에 사용된 현상액에 실리콘웨이퍼를 60초간 침지하고, 그 후 수세를 60초간 행한 시료와, 2ppm의 오존을 함유하는 초순수수세를 60초간 행한 시료로부터 얻어진 카본 15피이크를 X선 광전자분광에 의해 분석한 데이타이다. 초순수에 의한 수세에서는 실리콘표면에서 계면활성제피이크(701)가 보이나, 2ppm의 오존을 함유하는 초순수에 의한 수세에서는, 계면활성제피이크(701)는 보이지 않는다. 실리콘표면에 흡착한 계면활성제는 실온의 오존함유초순수에 의한 수세에 의해 분해되고 제거되는 것이 확인되었다. 또, 초순수에의 오존첨가농도를 0.1ppm으로 하여도, 세정시간을 10분간으로 함으로써 동일한 효과가 얻어진다는 것도 확인되었다.FIG. 7 shows an X-ray photoelectron of 15 peaks of carbon obtained from a sample obtained by immersing a silicon wafer for 60 seconds in a developing solution used in the present invention, followed by washing with water for 60 seconds, and a sample with 60 ppm of ultrapure water containing 2 ppm of ozone. Data analyzed by spectroscopy. In water washing with ultrapure water, the surfactant peak 701 is seen on the silicon surface, whereas in water washing with ultrapure water containing 2 ppm of ozone, the surfactant peak 701 is not seen. It was confirmed that the surfactant adsorbed on the silicon surface was decomposed and removed by washing with ultrapure water containing ozone at room temperature. It was also confirmed that the same effect was obtained by setting the washing time to 10 minutes even when the ozone addition concentration to ultrapure water was 0.1 ppm.

다음에, 비노광 포지티브형레지스트박막을 형성한 시료를, 본 발명의 계면활성제를 함유하는 현상액에 60초간 침지하여, 표면에 계면활성제를 흡착시켰다. 그후 2ppm의 오존을 함유하는 초순수로 처리를 행하여, 시료표면의 초순수의 접촉각을 조사하였다.Next, the sample in which the non-exposed positive resist thin film was formed was immersed in the developing solution containing surfactant of this invention for 60 second, and surfactant was made to adsorb | suck on the surface. Thereafter, the treatment was performed with ultrapure water containing 2 ppm of ozone to investigate the contact angle of the ultrapure water on the sample surface.

제8도는 오존함유초순수 세정시간과 레지스트표면에서의 계면활성제의 제거능력의 관계를 나타낸 것이다. 2ppm의 오존을 함유하는 초순수에 의한 세정전에는 레지스트표면에 계면활성제가 흡착하고 있기 때문에, 그 접촉각은 청정레지스트표면의 값보다 낮은 값을 취한다. 그러나, 60초 이상의 세정결과, 청정레지스트표면상의 접촉각의 값과 완전하게 일치하여, 계면활성제가 제거될 수 있다는 것이 확인되었다.8 shows the relationship between the ozone-containing ultrapure water cleaning time and the ability of the surfactant to be removed from the resist surface. Since the surfactant is adsorbed on the resist surface before washing with ultrapure water containing 2 ppm of ozone, the contact angle is lower than that of the clean resist surface. However, after 60 seconds or more of cleaning, it was confirmed that the surfactant could be removed in perfect agreement with the value of the contact angle on the surface of the clean resist.

제9도는 2ppm의 오존을 함유하는 초순수에 의한 세정전후의 0.6㎛ 레지스트패턴의 프로파일을 나타낸 것이다. 2ppm의 오존을 함유하는 초순수에 의한 세정전후의 0.6㎛의 레지스트패턴의 프로파일에는 전혀 상위점이 보이지 않아, 오존에 의한 레지스트패턴의 변형 등의 악영향이 없다는 것이 확인되었다.9 shows a profile of a 0.6 탆 resist pattern before and after cleaning with ultrapure water containing 2 ppm of ozone. No difference was observed in the profile of the resist pattern of 0.6 µm before and after washing with ultrapure water containing 2 ppm of ozone, and it was confirmed that there was no adverse effect such as deformation of the resist pattern due to ozone.

제10도는 본 발명에서 사용하는 현상액과 종래의 현상액에 실리콘웨이퍼를 30분간 침지한 후, 2ppm의 오존을 함유하는 초순수로 세정한 후의 표면사진을 나타낸 것이다.FIG. 10 shows the surface photograph after immersing a silicon wafer in a developer used in the present invention and a conventional developer for 30 minutes, followed by washing with ultrapure water containing 2 ppm of ozone.

종래의 계면활성제를 함유하지 않는 현상액에 침지하면 실리콘의 표면거칠음이 일어나나, 본 발명에서 사용되는 현상액에서는 실리콘의 표면거칠음이 일어나지 않는다는 것이 확인되었다.It was confirmed that surface roughness of silicon occurs when immersed in a developer that does not contain a conventional surfactant, but surface roughness of silicon does not occur in the developer used in the present invention.

(실시예 3)(Example 3)

본 실시예에 있어서, 현상액으로서, NMD-3(TMAH 함량 2.38중량%, 토쿄오까코교(주)제품)에,계면활성제(EPAN610,다이이찌코교세이야꾸(주)제품),(A+C)/(A+B+C) =0.1, 분자량 1,944)를 각종 농도로 첨가한 것을 사용하였다. 또한, 레지스트로서, MCPRi 6600 및 THMRip 1800(미쯔비시카세이(주)제품)을 사용하였다.In this embodiment, as a developing solution, NMD-3 (TMAH content 2.38 wt%, manufactured by Tokyo Kakokyo Co., Ltd.), a surfactant (EPAN610, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), (A + C ) / (A + B + C) = 0.1 and molecular weight 1,944) were used at various concentrations. As the resist, MCPRi 6600 and THMRip 1800 (manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd.) were used.

실시예 1과 마찬가지 방법으로, 직경이 5인치인 n형 (100)실리콘기판위에 1.085㎛의 레지스트층을 형성한 후, 개구수 0.55인 렌즈를 지니는 g선 축소투영노광장치에 의해, 마스크(201)를 통하여 테스트패턴(202)을 시료표면에 5 : 1의 축소투영을 행하였다. 다음, 시료를 각종 시간동안 각종 현상액에 침지하였다.In the same manner as in Example 1, after forming a resist layer of 1.085 mu m on an n-type (100) silicon substrate having a diameter of 5 inches, the mask 201 was formed by a g-ray reduction projection exposure apparatus having a lens having a numerical aperture of 0.55. ), The test pattern 202 was subjected to a 5: 1 reduction projection on the sample surface. Next, the samples were immersed in various developing solutions for various times.

비교로서, 계면활성제를 함유하지 않는 현상액 NMD-3과 종래의 계면활성제를 함유하는 현상액을 사용하여 마찬가지 실험을 행한다.As a comparison, the same experiment is conducted using a developer NMD-3 containing no surfactant and a developer containing a conventional surfactant.

제12도는 현상시간과 레지스트막손실의 관계를 나타낸 것으로, 도면에 표시한 바와 같이 종래의 계면활성제를 함유하는 현상액을 사용한 경우, 막손실이 현저한데 대하여, 본 실시예의 현상액을 사용하면 계면활성제를 함유하지 않은 현상액의 경우와, 같이 10분 후에도 막손실은 거의 없었고, 통상의 현상시간(대약 1분정도)동안 현상을 행할 경우 아무런 문제도 발생하지 않음을 알 수 있었다. 제12도는 레지스트로서 MCPRi 6600을 사용한 경우를 나타내었으나, 또한, THMRip 1800을 사용한 경우에도 막손실은 거의 없다는 것이 확인되었다.FIG. 12 shows the relationship between the development time and the resist film loss. As shown in the figure, when the developer containing the conventional surfactant is used, the film loss is remarkable. As in the case of the developer not containing, there was almost no film loss after 10 minutes, and it was found that no problem occurred when developing for a normal developing time (about 1 minute). FIG. 12 shows the case where MCPRi 6600 is used as the resist, but it was also confirmed that there was almost no film loss even when THMRip 1800 was used.

다음, 각종 크기의 접촉호울을 형성하기 위해 필요한 노광역치에너지와 계면활성제의 농도 사이의 관계를 조사한 결과, 각각의 접촉호울에 대응하는 노광역치에너지의 차는 계면활성제의 첨가량 증가에 따라 감소한다. 또, 제13도에서 나타낸 바와 같이, 노광역치에너지는 100∼1000ppm의 범위내에서 일정하게 유지된다는 것을 알 수 있었다.Next, as a result of examining the relationship between the exposure threshold energy required to form contact holes of various sizes and the concentration of the surfactant, the difference in the exposure threshold energy corresponding to each contact hole decreases with the increase in the amount of the surfactant added. As shown in FIG. 13, it was found that the exposure threshold energy was kept constant within the range of 100 to 1000 ppm.

본 실시예의 현상액 및 계면활성제를 함유하지 않는 현상액에, 노광을 마친 시료를 70초간 침지한 후, 60초간 초순수로 세정하여 얻어진 시료의 접촉호울을 주사형전자현미경으로 관측한 결과를 제14A도 및 제14B도에 나타내었다.The results of observing the contact hole of the sample obtained by immersing the exposed sample for 70 seconds in the developing solution and the developing solution containing no surfactant for 70 seconds and then washing with ultrapure water for 60 seconds are shown in FIGS. 14A and 14B. It is shown in Figure 14B.

제14A도 및 제14B도로부터 명백하듯이 본 실시예의 현상액을 사용함으로써 MCPRi 6600 및 THMRip 1800 모두에 대해 종래 형성할 수 없었던 0.3㎛∼1.0㎛ 호울이 혼재하는 패턴을 동일노광조건으로 정확하게 형성할 수 있었다.As is apparent from FIGS. 14A and 14B, by using the developer of the present embodiment, a pattern in which 0.3 µm to 1.0 µm holes, which could not be conventionally formed for both MCPRi 6600 and THMRip 1800, was mixed, can be accurately formed under the same exposure conditions. there was.

본 실시예에 있어서는, 계면활성제로서 EPAN610을 사용하였으나, 분자량 및 친수기의 비가 다른 EPAN 420(분자량 1,200, 친수기의 비 20%) 및 EPAN720(분자량, 2,000, 친수기의 비 20%)를 사용하여도 동일한 결과를 얻는다.In this example, EPAN610 was used as the surfactant, but the same was true even when EPAN 420 (molecular weight 1,200, hydrophilic group 20%) and EPAN720 (molecular weight, 2,000, hydrophilic group 20%) having different molecular weights and hydrophilic group ratios were used. Get the result.

(실시예 4)(Example 4)

실시예 3과 마찬가지로 하여 g선 축소투영장치로 초점을 여러가지로 변경하여 노광하여, 0.35㎛의 접촉호울을 형성한다.In the same manner as in Example 3, the g-line reduction projection apparatus is exposed to various focal points, thereby forming a contact hole of 0.35 mu m.

현상액은 계면활성제의 첨가량을 변경한 이외는 실시예 3과 동일하게 하였다. 비교하기 위해, 계면활성제를 함유하지 않는 현상액을 사용하여 마찬가지로 접촉호울을 형성한다. 이렇게 현상된 레지스트패턴의 주사형전자현미경사진을 제15A도(레지스트 ; MCPRi 6600) 및 제15B도(레지스트 ; THMRip 1800)에 나타내었다. 제15A도 및 제15B도에 있어서, "F-값"은 초점위치를 나타내는 양이며, 본 실시예의 경우, +0.7㎛가 가장 좋은 초점위치를 나타낸다.The developing solution was made the same as Example 3 except having changed the addition amount of surfactant. For comparison, a contact hole is likewise formed using a developer containing no surfactant. Scanning electron micrographs of the resist pattern thus developed are shown in FIGS. 15A (resist; MCPRi 6600) and 15B (resist; THMRip 1800). In Figs. 15A and 15B, " F-value " is a quantity indicating a focus position, and in this embodiment, +0.7 mu m represents the best focus position.

제15A도 및 제15B도로부터 명백하듯이, 접촉호울을 형성할때, 본 실시예의 현상액을 사용함으로써 디포커스량이 큰 경우에도 샤프한 패턴을 형성할 수 있고, 종래 0.5㎛의 포커스마진밖에 얻어지지 않았던 것에 대하여, 1㎛라고 하는 큰 포커스마진이 얻어진다는 것을 알 수 있었다.As is apparent from FIGS. 15A and 15B, when the contact hole is formed, a sharp pattern can be formed even when the defocusing amount is large by using the developer of the present embodiment, and only a focus margin of 0.5 占 퐉 has been conventionally obtained. In contrast, it was found that a large focus margin of 1 µm was obtained.

상술한 바와 같이, 본 발명의 리토그라피용 현상액 및 리토그라피공정에 의해, 초고밀도집적화반도체프로세스에 있어서, 다른 사이즈 및 형상을 지닌 모든 미세레지스트패턴을 원래 설계한 대로 형성할 수 있으므로, 보다 초고밀도이며 보다 초고속도인 LSI를 실현할 수 있다.As described above, by the lithography developer and lithography process of the present invention, in the ultra-high density integrated semiconductor process, all microresist patterns having different sizes and shapes can be formed as originally designed, and thus ultra high density It is possible to realize ultra-high speed LSI.

Claims (14)

레지스트패턴에 형성된 레지스트층의 레지스트영역을 용해제거함으로써, 다른 크기 및 형상의 영역을 지니는 레지스트패턴을 현상하기 위해 사용된 리토그라피용 현상액에 있어서, 상기 현상액은 하기 일반식(Ⅰ)In the developer for lithography used for developing a resist pattern having regions of different sizes and shapes by dissolving and removing the resist region of the resist layer formed on the resist pattern, the developer is represented by the following general formula (I). HO(CH2CH2O)a(CH (CH3) CH2O)b(CH2CH2O)c) H ………………………… (Ⅰ)HO (CH 2 CH 2 O) a (CH (CH 3 ) CH 2 O) b (CH 2 CH 2 O) c ) H. … … … … … … … … … (Ⅰ) (식중, a, b, c는 정수)로 표현되는 계면활성제의 기본용액으로 이루어지고, 상기 계면활성제는, 상기 일반식(Ⅰ)에 있어서의 HO(CH2CH2O)a의 분자량을 A, (CH(CH3)CH2O)b의 분자량을 B, (CH2CH2O)cH의 분자량을 C라 했을때,(Wherein a, b and c are integers), and the surfactant is a molecular weight of HO (CH 2 CH 2 O) a in the general formula (I). When the molecular weight of (CH (CH 3 ) CH 2 O) b is B and the molecular weight of (CH 2 CH 2 O) c H is C, (A+C)/(A+B+C)≤0.2(A + C) / (A + B + C) ≤0.2 를 만족하며, 상기 계면활성제는 상기 레지스트층의 표면상의 용해제거면적이 작은 용해제거되어야 할 레지스트영역의 레지스트의 용해를 증대시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 리토그라피용 현상액.The surfactant is lithography developer, characterized in that to increase the dissolution of the resist of the resist area to be dissolved and removed small dissolution removal area on the surface of the resist layer. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제는 소포성계면활성제인 것을 특징으로 하는 리토그라피용 현상액.The developing solution for lithography according to claim 1, wherein the surfactant is an antifoaming surfactant. 제1항 또는 제2항중 어느 한항에 있어서, 상기 계면활성제의 농도는 300ppm 이상인 것을 특징으로 하는 리토그라피용 현상액.The developer for lithography according to any one of claims 1 to 3, wherein the concentration of the surfactant is 300 ppm or more. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제의 분자량은 4,000 이하인 것을 특징으로 하는 리토그라피용 현상액.The developer for lithography according to claim 1, wherein the surfactant has a molecular weight of 4,000 or less. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제의 농도는 100∼1,000ppm인 것을 특징으로 하는 리토그라피용 현상액.The developer for lithography according to claim 1, wherein the concentration of the surfactant is 100 to 1,000 ppm. 다른 크기 및 형상의 영역을 지니는 레지스트패턴을 현상하기 위해, 레지스트패턴에 형성된 레지스트층의 레지스트영역을 용해제거하는 공정을 구비한 리토그라피공정에 있어서, 하기 일반식(Ⅰ)In the lithography process including the step of dissolving and removing a resist region of a resist layer formed on a resist pattern in order to develop a resist pattern having regions of different size and shape, the following general formula (I) HO(CH2CH2O)a(CH (CH3) CH2O)b(CH2CH2O)c) H ………………………… (Ⅰ)HO (CH 2 CH 2 O) a (CH (CH 3 ) CH 2 O) b (CH 2 CH 2 O) c ) H. … … … … … … … … … (Ⅰ) (식중, a,b,c는 정수)로 표현되는 계면활성제의 기본용액으로 이루어진 리토그라피용 현상액을 상기 레지스트패턴현상의 적어도 일부에 사용하고, 상기 계면활성제는, 상기 일반식(Ⅰ)에 있어서의 HO(CH2CH2O)a의 분자량을 A, (CH(CH1)CH|2O)b의 분자량을 B, (CH2CH2O)cH의 분자량을 C라 했을때,In the formula, a, b and c are integers, and a lithography developer consisting of a basic solution of a surfactant is used for at least part of the resist pattern development, and the surfactant is represented by the general formula (I). When the molecular weight of HO (CH 2 CH 2 O) a is A, the molecular weight of (CH (CH 1 ) CH | 2 O) b is B, and the molecular weight of (CH 2 CH 2 O) c H is C, (A+B)/(A+B+C)≤0.2(A + B) / (A + B + C) ≤0.2 를 만족하며, 상기 계면활성제는 상기 레지스트층의 표면상의 용해제거면적이 작은 용해제거되어야 할 레지스트영역의 레지스트의 용해를 증대시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 리토그라피공정.And the surfactant can increase the dissolution of the resist in the resist region to be dissolved and removed with a small dissolution removal area on the surface of the resist layer. 제6항에 있어서, 상기 계면활성제는 소포성계면활성제인 것을 특징으로 하는 리토그라피공정.The lithography process according to claim 6, wherein the surfactant is an antifoaming surfactant. 제6항 또는 제7항중에 어느 한항에 있어서, 상기 계면활성제의 농도는 300ppm 이상인 것을 특징으로 하는 리토그라피공정.The lithography process according to any one of claims 6 to 7, wherein the concentration of the surfactant is 300 ppm or more. 제6항에 있어서, 상기 계면활성제의 분자량은 4,000 이하인 것을 특징으로 하는 리토그리피공정.The lithography process according to claim 6, wherein the surfactant has a molecular weight of 4,000 or less. 제18항에 있어서, 상기 계면활성제의 농도는 100∼1,000ppm인 것을 특징으로 하는 리토그라피공정.The lithography process according to claim 18, wherein the concentration of the surfactant is 100 to 1,000 ppm. 제6항, 제7항, 제9항 또는 제10항중 어느 한항에 있어서, 상기 레지스트패턴을 사이즈가 0.5㎛ 이하인 레지스트영역을 지니는 것을 특징으로 하는 리토그라피공정.The lithography process according to any one of claims 6, 7, 9, and 10, wherein the resist pattern has a resist area of 0.5 mu m or less in size. 제6항, 제7항, 제9항 또는 제10항중 어느 한항에 있어서, 상기 레지스트를 g선 또는 i선 축소투영노광장치를 사용하여 노광시키는 것을 특징으로 하는 리토그라피공정.The lithography process according to any one of claims 6, 7, 9, and 10, wherein the resist is exposed using a g-ray or i-ray reduction projection exposure apparatus. 제6항, 제7항, 제9항 또는 제10항중 어느 한항에 있어서, 레지스트표면 또는 레지스트하부기판에 흡착된 상기 계면활성제를 0.1ppm 이상의 오존을 함유하는 초순수로 세정하여 제거하는 것을 특징으로 하는 리토그라피공정.The method according to any one of claims 6, 7, 9, and 10, wherein the surfactant adsorbed on the resist surface or the resist lower substrate is washed and removed with ultrapure water containing ozone of 0.1 ppm or more. Lithography Process. 제13항에 있어서, 상기 초순수내의 오존농도는 2.0ppm 이상인 것을 특징으로 하는 리토그라피공정.The lithography process according to claim 13, wherein the ozone concentration in the ultrapure water is 2.0 ppm or more.
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