KR102347910B1 - 감광성 수지 및 반사방지막의 도포성 향상 및 제거용 신너 조성물 - Google Patents
감광성 수지 및 반사방지막의 도포성 향상 및 제거용 신너 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 (a) C2~C4 알킬렌 글리콜 C1~C4 알킬에테르 아세테이트, (b) C1~C10 알킬 락테이트, 및 (c) 사이클로펜타논을 포함하는 감광성 수지 및 반사방지막 제거용 신너 조성물을 제공한다.
Description
본 발명은 반도체 소자 및 박막트랜지스터 액정표시소자 제조공정에 사용되는 감광성 수지 및 반사방지막의 도포성 향상 및 제거용 신너 조성물에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조공정 중 포토리소그래피(photo lithography) 공정은 웨이퍼 상에 감광성 수지 조성물을 도포하고, 사전에 설계된 패턴을 전사한 후 전사된 패턴에 따라 적절하게 식각 공정을 통하여 전자회로를 구성해나가는 작업으로 매우 중요한 작업중의 하나이다.
이러한 포토리소그래피 공정은 (1)웨이퍼의 표면에 감광성 수지 조성물을 균일하게 도포하는 도포공정, (2)도포된 감광막으로부터 용매를 증발시켜 감광막이 웨이퍼의 표면에 부착하게 하는 소프트 베이킹(soft baking) 공정, (3)자외선 등의 광원을 이용하여 마스크 상의 회로패턴을 반복적, 순차적으로 축소 투영하면서 감광막을 노광시켜 마스크의 패턴을 감광막 상으로 전사하는 노광(露光)공정, (4)광원에의 노출에 의한 감광에 따라 용해도 차와 같은 물리적 성질이 다르게 된 부분들을 현상액을 사용하여 선택적으로 제거하는 현상(現像)공정, (5)현상작업 후 웨이퍼 상에 잔류하는 감광막을 웨이퍼에 보다 긴밀하게 고착시키기 위한 하드 베이킹(hard baking) 공정, (6)현상된 감광막의 패턴에 따라 일정부위를 에칭하는 식각(蝕刻)공정 및 (7)상기 공정 후 불필요하게 된 감광막을 제거하는 박리(剝離) 공정 등으로 진행된다.
상기 포토리소그래피 공정 중에서 웨이퍼 상에 감광막을 공급하고 기판을 회전시켜 원심력에 의해 표면을 고르게 퍼지게 하는 회전도포 공정은 원심력으로 인해 기판의 에지부위와 후면에 감광막이 몰리게 되어 작은 구형물질이 형성된다. 상기 구형물질은 베이크 공정을 거친 후 기판의 이송도중 박리되어 장치 내의 파티클의 원인이 되기도 하고, 노광 시 디포커스(defocus)의 원인이 되기도 한다. 이런 불필요한 감광물질이 장비오염의 원인이 되어 반도체 소자의 제조공정에 있어서 수율을 저하시키므로, 이를 제거하기 위하여 기판의 에지부위와 후면부위의 상하에 분사노즐을 설치하고 상기 노즐을 통하여 에지부위와 후면부위에 유기용매 성분으로 구성된 신너 조성물을 분사하여 이를 제거하고 있다.
상기 신너 조성물의 성능을 결정짓는 요소로 용해속도 및 휘발성 등을 들 수 있다. 신너 조성물의 용해속도는 감광성 수지를 얼마나 효과적으로 빠르게 용해시켜 제거할 수 있느냐 하는 능력으로 매우 중요하다. 구체적으로 에지부위의 린스에 있어서, 적절한 용해속도를 가져야만 매끄러운 처리단면을 가질 수 있으며, 용해속도가 너무 높은 경우에는 기판에 도포된 감광막의 린스에서 감광막 어택(attack)이 나타날 수 있다. 반대로 용해속도가 너무 낮은 경우에는 기판에 도포된 감광막의 린스에서 테일링(tailing)이라고 하는 부분 용해된 감광막 테일(tail) 흐름 현상이 나타날 수 있다. 특히 최근 들어 반도체 직접회로의 고집적화, 고밀도화에 따른 기판의 대구경화로 인해 회전도포기를 이용한 린스공정의 경우 회전속도의 저회전(rpm)화는 필연적이라고 할 수 있다. 이런 린스의 공정에서 저회전 속도에 따른 기판의 요동과 분사되는 신너 조성물의 접촉속도에서 적절한 용해속도를 지니지 못할 경우 튐(bounding) 현상이 나타나며, 불필요한 신너 조성물의 사용이 늘게 된다. 이와 같은 기판의 대구경화로 인한 저회전 린스 공정에서는 종래의 고회전 린스 공정보다 더욱 신너의 강력한 용해 속도가 요구되고 있다.
또한, 휘발성은 감광성 수지를 제거하고 난 후, 쉽게 휘발하여 기판의 표면에 잔류하지 않을 것이 요구된다. 휘발성이 너무 낮아 신너 조성물의 휘발되지 못하고 잔류하는 경우, 잔류하는 신너의 자체가 각종의 공정, 특히 후속 식각 공정 등에서 오염원으로 작용하여 반도체 소자의 수율을 저하시키는 문제점으로 작용할 수 있다. 휘발성이 너무 높으면 기판이 급속히 냉각하여 도포된 감광막의 두께 편차가 심해지는 현상과 사용 중에 대기 중으로 쉽게 휘발되어 청정성 자체를 오염시킬 수 있는 원인이 될 수 있다. 이로 인한 각종 테일링이나 감광막 어택 등의 불량은 모두 반도체 소자의 제조 수율을 저하시키는 직접적인 원인이 되고 있다.
대한민국 특허등록 제10-0503967호는 프로필렌글리콜 모노알킬 에테르 아세테이트 1 내지 80 중량부, 씨클로 케톤 1 내지 99 중량부, 폴리에틸렌옥사이드계 축합물 0.001 내지 1 중량부 및 플루오리네이티드 아크릴릭 코폴리머 0.001 내지 1 중량부 를 포함하는 세정용 신너 조성물을 개시한다. 그러나 상기 신너 조성물은 폴리에틸렌 옥사이드계 축합물 및 플루오리네이티드 아클릴릭 코폴리머 등의 폴리머가 포함됨으로서 파티클을 잔존시킬 가능성이 높다는 단점을 가지며, 신너의 용해도가 떨어져 PAG나 수지의 성분이 석출되는 문제를 야기할 수 있다.
한편 웨이퍼 표면에 감광성 수지 조성물을 균일하게 도포하는 공정에 있어서 대한민국 공개특허 제10-2003-0095033호에서와 같이, 웨이퍼 표면에 포토레지스트를 도포하기 이전에 신너를 먼저 도포하여 웨이퍼의 표면장력을 낮춘 상태에서 포토레지스트를 도포하여 적은 량의 포토레지스트의 양으로 패턴의 단차를 극복하면서 고르게 도포하는 공정이 이루어지고 있다.
그러나, 이 경우에도 신너의 휘발성이 높으면 포토레지스트가 고르게 퍼지지 못하고, 웨이퍼 위에 미세한 패턴의 단차를 극복하지 못하여 웨이퍼 가장자리에서 갈라지는 현상이 발생한다. 휘발성이 너무 낮으면, 포토레지스트 도포 시에 잔존 신너에 의해 포토레지스트가 어택을 받는 문제점이 발생한다. 휘발도 뿐만 아니라 도포되는 형상은 유기용매의 표면장력, 포토레지스트에 포함된 유기용매 및 포토레지스트의 주성분인 감광성 레진의 구조에 기인하므로, 이를 모두 만족시키는 신너 조성물을 필요로 한다.
본 발명은, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
반도체 소자 및 박막트랜지스터 액정표시소자의 제조에 사용되는 기판의 대구경화로 인해 기판의 에지부위나 후면부위에서 발생하는 불필요한 감광막에 대해 균일한 제거 성능을 지닌 신너 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 i-라인, KrF, ArF용 포토레지스트를 비롯한 다양한 포토레지스트 및 하부반사방지막(BARC)에 대하여 우수한 용해도를 가짐으로써 EBR 공정뿐만 아니라 리워크 등의 공정에서도 효과적으로 사용할 수 있으며, 포토레지스트의 도포성능을 향상시키기 위해 포토레지스트 도포 전에 신너 조성물을 먼저 도포하여 웨이퍼 표면을 전처리하는 공정(RRC 공정)에서도 우수한 특성을 제공하는 신너 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 종래기술과 비교하여 더 우수한 효과를 제공하면서도, 인체에 대한 독성이 없고, 냄새로 인한 불쾌감이 없어서 작업안정성이 높은 신너 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 (a) C2~C4 알킬렌 글리콜 C1~C4 알킬에테르 아세테이트, (b) C1~C10 알킬 락테이트 (c) 사이클로펜타논을 포함하는 감광성 수지 및 반사방지막 제거용 신너 조성물을 제공한다.
상기 신너 조성물은 (a) 프로필렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트 10 내지 70중량%; (b) 알킬 락테이트 5 내지 50중량%; 및 (c) 사이클로펜타논 1 내지 50중량%를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 신너 조성물은, 반도체 소자 및 박막트랜지스터 액정표시소자 제조방법에 사용되는 기판의 에지부위와 후면부위에 사용되어 불필요하게 부착된 감광막을 단시간에 효율적으로 제거하는 효과를 제공한다.
특히, i-라인, KrF, ArF 용 포토레지스트를 비롯한 다양한 포토레지스트 및 하부반사방지막(BARC)에 대하여 우수한 용해성 및 EBR 특성을 제공한다.
또한 포토레지스트가 도포된 웨이퍼의 재생 공정에 사용되어 우수한 리워크 특성을 제공하며, 포토레지스트의 도포성능을 향상시키기 위해 포토레지스트 도포 전에 신너 조성물을 먼저 도포하는 공정(RRC)에서도 우수한 성능을 발휘하므로 포토레지스트 및 하부반사방지막(BARC)의 사용량 절감과 동시에 균일한 도포를 용이하게 한다.
또한, 본 발명의 신너 조성물은 인체에 대한 독성이 없고, 냄새로 인한 불쾌감이 없어서 작업안정성이 높으며, 부식성이 낮아서 세정 대상 기판에 대한 어텍을 발생시키지 않는다.
또한, 본 발명의 신너 조성물은 컵홀더 등의 생산설비의 오염이나 배출구의 막힘 등을 발생시키지 않으므로 신나 조성물을 사용하는 공정의 생산성을 크게 향상시킨다.
도 1은 시험예 1의 EBR(Edge Bead Removal) 테스트에서 EBR 공정 수행 후 촬영한 사진이다((a): 라인 균일성(line uniformity)우수한 상태, (b): 엣지 부위의 막에 테일링 (tailing) 현상이 발생한 상태).
도 2는 시험예 2의 RRC(Reducing Resist Coating) 테스트에서 RRC 공정 수행 후 촬영한 사진이다((a): 포토레지스트가 웨이퍼 상에 99~100% 도포된 상태, (b): 포토레지스트가 웨이퍼 상에 85% 미만 도포된 상태).
도 3은 시험예 3에서 포토레지스트 종류에 따른 코팅 균일성을 평가하기 위하여 웨이퍼 상에서 코팅의 균일성을 평가한 지점을 나타낸 도면이다.
도 2는 시험예 2의 RRC(Reducing Resist Coating) 테스트에서 RRC 공정 수행 후 촬영한 사진이다((a): 포토레지스트가 웨이퍼 상에 99~100% 도포된 상태, (b): 포토레지스트가 웨이퍼 상에 85% 미만 도포된 상태).
도 3은 시험예 3에서 포토레지스트 종류에 따른 코팅 균일성을 평가하기 위하여 웨이퍼 상에서 코팅의 균일성을 평가한 지점을 나타낸 도면이다.
본 발명은 (a) C2~C4 알킬렌 글리콜 C1~C4 알킬에테르 아세테이트, (b) C1~C10 알킬 락테이트 및 (c) 사이클로펜타논을 포함하는 신너 조성물에 관한 것이다.
상기 신너 조성물은 반도체 소자 및 박막트랜지스터 액정표시소자 제조공정에 사용되는 감광성 수지 및 반사방지막의 도포성 향상용 및 제거용으로 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 신너 조성물에 포함되는 C2~C4 알킬렌 글리콜 C1~C4 알킬에테르 아세테이트는 조성물 총 중량에 대하여, 10 내지 70 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 40 내지 60 중량%로 포함되는 것이 좋다. 상술한 범위를 만족하면 모든 포토레지스트에 대한 용해성이 우수하고, 적절한 표면장력이 구현되어 포토레지스트가 균일하게 도포되는 이점이 있다. 상술한 범위를 벗어나면, 표면장력이 높아져서 포토레지스트의 도포 시 고르게 퍼지지 못하고 웨이퍼 상의 미세한 패턴 단차를 극복하지 못하여 가장자리가 갈라지는 현상이 발생한다.
상기 C2~C4 알킬렌 글리콜 C1~C4 알킬에테르 아세테이트로는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 바람직하게 사용될 수 있으며,
특히, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 신너 조성물에 포함되는 C1~C10 알킬 락테이트는 조성물 총 중량에 대하여, 5 내지 50 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 20 내지 40 중량%로 포함되는 것이 좋다.
상기 C1~C10 알킬 락테이트로는 예를 들어 메틸 락테이트, 에틸 락테이트, 프로필 락테이트, 부틸 락테이트 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상의 조합으로 사용될 있다.
상기 C1~C10 알킬 락테이트가 5중량% 미만으로 포함되면 본 발명의 신너조성물의 점도가 낮아지고, 용해성도 떨어져, 포토레지스트 및 BARC를 충분히 잡아주지 못하는 문제를 야기하므로, RRC(reducing resist coating) 공정에서 도포성능이 떨어질 수 있는 문제가 있다.
또한 50중량%를 초과하면 조성물의 점도가 높아져, 포토레지스트 및 BARC를 Wafer 표면 위에 원활히 도포할 수 없어, RRC 특성이 저하되는 문제를 유발할 수 있다. 그리고, 상기 적절하지 못한 함량범위 모두는 다른 공정들(EBR, Coating Uniformity)에도 악영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 신너 조성물 포함되는 사이클로펜타논은 신너 조성물의 극성을 증가시켜, KrF, ArF 등 높은 극성의 포토레지스트에 대한 용해력을 개선 시킨다.
특히, 상기 사이클로펜타논은 사이클로헥사논에 비해 휘발도가 높고 용해도가 우수하여 본 발명의 신너 조성물이 EBR이나 RRC에서 종래기술보다 더 뛰어난 효과를 제공할 수 있게 하며, 흡입시나 눈·피부 접촉시 인체에 대한 유해성이 적고 냄새로 인한 불쾌감이 없어 작업안정성도 크게 향상시킨다.
상기 사이클로펜타논은 조성물의 총 중량에 대하여 10 내지 30 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 15 내지 25 중량%로 포함될 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 모든 포토레지스트에 대해 우수한 용해능을 제공하며, 적당한 표면장력을 구현하여 우수한 RRC 및 EBR 특성을 제공할 수 있다. 또한 사이클로펜타논은 사이클로헥사논에 비해 급성독성 측면에서 인체에 대한 유해성이 적다.
구체적으로 사이클로펜타논이 10 중량% 미만으로 포함되는 경우 KrF, ArF 등 높은 극성의 포토레지스트에 대한 용해력이 저하되며, RRC 및 EBR 특성이 저하된다. 그러나 30 중량%를 초과하는 경우 사이클로펜타논의 휘발도가 상대적으로 높기 때문에 두께 편차나 리프팅이 발생할 수 있다.
본 발명의 신너 조성물은 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 상기 계면활성제로는 불소계열, 비이온성 계열 또는 이온성 계열의 계면활성제를 사용할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 계면활성제는 본 발명의 신너 조성물에 대하여 약 10 내지 500중량 ppm으로 포함될 수 있다. 상술한 범위로 포함되는 것이, EBR 특성 개선에 바람직하다.
또한, 본 발명의 신너 조성물은 효과를 더욱 양호하게 하기 위하여 전술한 성분 이외에 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 신너 조성물은 RRC 공정에 사용되어 포토레지스트 및 하부반사방지막(BARC)의 사용량 절감과 동시에 균일한 도포를 용이하게 하며, 도포 후 불필요한 포토레지스트 및 하부반사방지막(BARC)의 제거(EBR 공정)에 우수한 성능을 제공한다. 또한, 발명의 신너 조성물은 리워크(Rework) 공정, 웨이퍼 하부면 세척공정 등에서 우수한 효과를 제공한다.
또한 본 발명의 신너 조성물은 500nm 이하의 고에너지선, X선 및 전자선 등을 광원으로 사용하는 감광성 수지에 바람직하게 적용될 수 있는데, 예를 들면 감광성 수지가 i-라인, KrF, ArF 및 EUV용 포토레지스트인 경우에 적용될 수 있다.
본 발명의 신너 조성물은 감광성 수지 조성물이 도포된 기판의 에지부위 및 후면부위에 분사하여 불필요한 감광막을 제거하는 반도체 소자 또는 박막트랜지스터 액정표시소자의 제조공정에 사용될 수 있으며, 이 때 상기 신너 조성물의 분사량은 5 내지 50cc/min인 것이 바람직하다. 이후 공정은, 반도체 소자 및 박막트랜지스터 액정표시소자의 제조와 관련해 당기술 분야에 알려진 일반적인 공정이 적용될 수 있다.
본 발명의 감광성 수지 및 반사방지막 제거용 신너 조성물은 반도체 소자의 제조에 사용되는 기판의 대구경화로 인하여 발생하는 기판의 에지부위나 후면부위에서의 불필요한 포토레지스트를 균일하게 그리고 단시간에 제거할 수 있다. 또한, 본 발명의 신너 조성물은 다양한 포토레지스트 및 하부반사방지막(BARC)에 대하여 우수한 용해도를 가지며, EBR 특성, 리워크(Rework) 특성 및 포토레지스트의 도포성능을 향상시킬 수 있다. 특히 i-라인, KrF, ArF용 포토레지스트의 경우, 구성하는 감광성 수지의 기본 구조가 서로 다르기 때문에, 이들 모두의 용해성 및 도포성을 향상시키기 위한 유기용매의 조성 함량의 조절이 필요하지만, 본 발명의 신너 조성물은 이를 만족시킨다. 또한 본 발명의 신너 조성물은 극성이 높은 구조를 갖는 포토레지스트 및 반사방지막의 주요 성분들에 대한 용해능이 우수하여, EBR 공정, 웨이퍼 하부 세척공정 및 포토레지스트 도포 이전의 웨이퍼 상부의 전처리 공정이 끝난 후, 코터의 컵홀더를 오염시키거나 배출구를 막는 현상을 발생시키지 않아 생산성 향상에 도움을 준다.
본 발명의 신너 조성물은 특히, ArF용 포토레지스트에 따르는 RRC 공정, EBR 공정, 리워크 공정, 및 웨이퍼 하부면 세척공정에 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.
이하에서, 본 발명을 실시예 및 비교예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기에 의해 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
실시예
1 내지 4 및
비교예
1 내지 7:
신너
조성물의 제조
교반기가 설치되어 있는 혼합조에 하기 표 1에 기재된 조성을 첨가 한 후, 상온에서 1 시간 동안 500 rpm의 속도로 교반하여 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 7의 신너 조성물을 제조하였다.
| 구분 | 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 | 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트 | 에틸 락테이트 | 사이클로펜타논 | 사이클로헥사논 |
| 실시예 1 | 40 | - | 40 | 20 | - |
| 실시예 2 | 50 | - | 30 | 20 | - |
| 실시예 3 | 60 | - | 20 | 20 | - |
| 실시예 4 | - | 60 | 20 | 20 | - |
| 비교예 1 | 30 | - | 40 | - | 30 |
| 비교예 2 | 40 | - | 50 | - | 10 |
| 비교예 3 | 50 | - | 30 | - | 20 |
| 비교예 4 | 70 | - | 30 | - | - |
| 비교예 5 | 70 | - | - | 30 | - |
| 비교예 6 | - | - | 30 | 70 | - |
| 비교예 7 | 40 | - | - | 60 | - |
(단위: 중량%)
시험예
:
신너
조성물의 특성 평가
(1)
PAG
(
Photoacid
generator) 에 대한 용해도 테스트
교반 중인 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 7의 신너 조성물 50ml에 PAG 1 내지 PAG 9 를 각각 0.5g씩 첨가하여 신너 조성물 내에서 완전히 용해되는 시간을 측정하였다. 교반 속도는 150rpm이었으며 온도는 25℃를 유지 하였다.
| 구분 | PAG 1 | PAG 2 | PAG 3 | PAG 4 | PAG 5 | PAG 6 | PAG 7 | PAG 8 | PAG 9 |
| 실시예 1 | 60 | 30 | 60 | 15 | 30 | 30 | 110 | 50 | 70 |
| 실시예 2 | 40 | 10 | 30 | 15 | 15 | 5 | 60 | 30 | 40 |
| 실시예 3 | 60 | 20 | 50 | 20 | 20 | 10 | 90 | 30 | 60 |
| 실시예 4 | 50 | 20 | 40 | 20 | 20 | 20 | 90 | 50 | 60 |
| 비교예 1 | 90 | 60 | 70 | 60 | 50 | 50 | 130 | 60 | 120 |
| 비교예 2 | 90 | 80 | 80 | 50 | 80 | 60 | 140 | 100 | 180 |
| 비교예 3 | 80 | 50 | 50 | 30 | 40 | 50 | 120 | 80 | 150 |
| 비교예 4 | 90 | 60 | 70 | 70 | 60 | 50 | 150 | 80 | 120 |
| 비교예 5 | 80 | 80 | 90 | 60 | 90 | 60 | 150 | 100 | 180 |
| 비교예 6 | 80 | 70 | 60 | 30 | 50 | 50 | 120 | 90 | 140 |
| 비교예 7 | 110 | 110 | 120 | 100 | 90 | 90 | 불용 | 150 | 180 |
(단위: 초)
PAG 1: SP-302, PAG 2: NT-256, PAG 3: NT-1045, PAG 4: NT-552,
PAG 5: NT-595, PAG 6: NT-962, PAG 7: NT-1029, PAG 8: NT-1266, PAG 9: NT-876
표 2를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 신너 조성물들은 모든 PAG 에 대하여 우수한 용해도를 나타냈다. 반면, 비교예 1 내지 7의 신너 조성물은 실시예1 내지 4에 따른 본 발명의 신너 조성물에 비해 용해되는 속도가 현저히 떨어짐을 알 수 있었다. 이는 본 발명에 따른 신너 조성물이 특정한 PAG가 아니라 다양한 PAG에서 종래의 신너 조성물보다 매우 우수한 용해도를 나타냄을 의미한다.
(2)
EBR
(Edge Bead Removal) 테스트
8 인치(inch) 산화 실리콘 기판에 하기 표 2에 기재되어 있는 감광성 수지 조성물을 도포한 후, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 7의 신너 조성물을 표 4에 기재되어 있는 조건으로 Edge 부위의 분사하여 불필요한 감광막을 제거하는 EBR 실험을 진행 하였다. 각 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 7의 신너 조성물들은 압력계가 장치된 가압통에서 공급되며, 이때의 압력은 압력은 1kgf이였고, EBR 노즐에서 나오는 신너 조성물의 유량은 10 내지 30cc/min으로하였다. 그리고 광학현미경을 이용하여 불필요한 감광막의 제거성능을 평가하고, 그 결과를 하기의 표 5에 나타내었다.
| 구분 | PR 종류 |
| PR 1 | PTD ArF용 PR |
| PR 2 | NTD ArF용 PR |
| BARC | ArF용 BARC |
| 구분 | 회전속도 (rpm) | 시간 (Sec) |
| 분배 (dispense) 조건 | 300~2000 | 7 |
| 스핀코팅 | 감광막 두께에 따라 조절 | 15 |
| EBR 조건 | 2000 | 20 |
| 건조 조건 | 1300 | 6 |
| 구분 | PR 1 | PR 2 | BARC |
| 실시예 1 | ◎ | ○ | ◎ |
| 실시예 2 | ◎ | ◎ | ◎ |
| 실시예 3 | ◎ | ○ | ◎ |
| 실시예 4 | ◎ | ○ | ○ |
| 비교예 1 | △ | △ | X |
| 비교예 2 | △ | △ | X |
| 비교예 3 | ○ | △ | △ |
| 비교예 4 | X | X | X |
| 비교예 5 | X | X | X |
| 비교예 6 | X | X | X |
| 비교예 7 | X | X | X |
<평가기준>
◎: EBR 후 감광막에 대한 EBR 라인 균일성(line uniformity)이 일정한 상태(도 1 (a) 참고)
○: EBR 후 감광막에 대한 EBR 라인 균일성이 75% 이상으로 양호한 직선 상태
△: EBR 후 엣지 부분의 모양이 신너의 용해작용에 영향을 받아 일그러진 상태
X: EBR 후 엣지 부위의 막에 테일링 (tailing) 현상이 발생한 상태(도 1 (b) 참고)
상기 표 5를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 신너 조성물들은 모든 감광막에 대하여 우수한 EBR 성능을 나타냈다. 반면, 비교예 1 내지 7은 실시예 1 내지 3에 따른 본 발명의 신너 조성물에 비해 제거성이 현저히 떨어짐이 확인되었다. 이러한 결과는 본 발명의 신너 조성물은 2종류의 포토레지스트 및 하부 반사 방지막(BARC)에 대하여 매우 우수한 EBR 성능을 제공한다는 것을 나타낸다.
또한, EBR의 회전 속도(rpm) 조건을 변화시킬 경우에도 동등하게 우수한 형태를 유지하였다. 이는 본 발명에 따른 신너 조성물이 특정조건에서만 효과를 나타내는 것이 아니라, 다양한 조건에서 동일한 성능을 제공하는 것을 보여주는 것이다. 즉, 상기 결과는 본 발명의 신너 조성물이 공정조건의 변화에 대해 종래의 신너 조성물보다 더 안정하다는 것을 나타낸다.
(3)
포토레지스트
종류 및
BARC에
따른 RRC(Reducing Resist Coating) 성능 평가
실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 7의 신너 조성물을 사용하여 표 3의 2가지의 포토레지스트 및 BARC대한 RRC 성능을 시험하였다. 하기 표 6과 같은 레시피에 따라 8인치 산화실리콘 기판에 상기 표 2의 2가지의 포토레지스트 및 BARC를 도포하기 전에 각각의 신너 조성물을 도포한 후 신너에 따른 포토레지스트의 도포 분포 및 소비량을 측정하는 RRC 공정을 실시하였다. BARC의 경우에도 열처리를 하지 않은 상태에서 각각의 신너 조성물을 사용하여 RRC 공정을 실시하였다. 표 7은 8 inch 웨이퍼 위에 신너 0.5cc 를 도포한 후 PR1, PR2 각각 0.5cc 및 BARC 1.0 cc를 각각 도포한 후 포토레지스트 소비량을 측정하여 나타낸 결과이다.
| 스텝 | 시간(sec) | 스피드(rpm) | 액셀(rpm/sec) | 디스펜스 (cc) |
| 1 | 2.5 | 0 | 10,000 | 0.5(Thinner) |
| 2 | 1.5 | 900 | 10,000 | 0 |
| 3 | 9.5 | 1500 | 10,000 | 0 |
| 4 | 5.0 | 600 | 10,000 | 0.5~1.0(PR, BARC) |
| 5 | 5.0 | 1500 | 10,000 | 0 |
| 6 | 10.0 | 1000 | 10,000 | 0 |
| PR1(0.5cc) | PR2(0.5cc) | BARC(1.0cc) | |
| 실시예1 | ◎ | ○ | ◎ |
| 실시예2 | ◎ | ◎ | ◎ |
| 실시예3 | ◎ | ◎ | ◎ |
| 실시예4 | ○ | ◎ | ◎ |
| 비교예1 | △ | △ | △ |
| 비교예2 | △ | △ | X |
| 비교예3 | △ | ○ | △ |
| 비교예4 | X | △ | X |
| 비교예5 | X | △ | X |
| 비교예6 | X | X | X |
| 비교예7 | X | X | X |
<평가기준>
◎: RRC결과 8inch 웨이퍼에 위에 신너 0.5cc 도포 후 포토레지스트 도포 시 포토레지스트가 웨이퍼 상에 99~100% 도포된 경우(도 2 (a) 참고)
○: RRC결과 8inch 웨이퍼에 위에 신너 0.5cc 도포 후 포토레지스트 도포 시 포토레지스트가 웨이퍼 상에 97~98% 도포된 경우
△: RRC결과 8inch 웨이퍼에 위에 신너 0.5cc 도포 후 포토레지스트 도포 시 포토레지스트가 웨이퍼 상에 85~90% 도포된 경우
X: RRC결과 8inch 웨이퍼에 위에 신너 0.5cc 도포 후 포토레지스트 도포 시 포토레지스트가 웨이퍼 상에 85% 미만 도포된 경우(도 2 (b) 참고)
상기 표 7을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 신너 조성물들은 모든 감광막에 대하여 우수한 RRC 성능을 나타냈다. 반면, 비교예 1 내지 7의 신너 조성물은 포토레지스트, BARC의 도포성의 향상 측면에서 본 발명의 실시예 1 내지 4 의 신너 조성물과 비교하여 현저히 떨어지는 효과를 제공하였다. 또한, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 신너 조성물들은 RRC의 회전 속도(rpm) 조건을 변화시킬 경우에도 동등하게 우수한 형태를 유지하였다. 이는 본 발명에 따른 신너 조성물이 특정조건에서만 효과를 나타내는 것이 아니라, 다양한 조건에서 동일한 성능을 제공하는 것을 보여주는 것이다. 즉, 상기 결과는 본 발명의 신너 조성물이 공정조건의 변화에 대해 종래의 신너 조성물보다 더 안정하다는 것을 나타낸다.
(4)
포토레지스트
종류에 따른 코팅 균일성 평가(Coating Uniformity)
실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 7의 신너 조성물을 사용하여 표 2의 2가지의 포토레지스트 및 BARC에 대한 코팅 균일성을 시험하였다. 하기 표 8과 같은 레시피에 따라 8인치 산화실리콘 기판 위에 포토레지스트를 도포 한 후 웨이퍼의 중앙과 웨이퍼의 중앙에서 1인치, 2인치, 3인치, 4인치 거리의 지점을 X자 모양으로 총 13곳, 모두 12곳(도 3 참고)을 측정하여 포토레지스트가 균일하게 도포 되었는지를 확인하였고 그 결과를 하기의 표 8에서 나타내었다.
| 스텝 | 시간(sec) | 스피드(rpm) | 액셀(rpm/sec) | 디스펜스 (cc) |
| 1 | 2.5 | 0 | 10,000 | 0.5(Thinner) |
| 2 | 1.5 | 900 | 10,000 | 0 |
| 3 | 9.5 | 1500 | 10,000 | 0 |
| 4 | 5.0 | 600 | 10,000 | 0.5(PR) |
| 5 | 5.0 | 1500 | 10,000 | 0 |
| 6 | 10.0 | 1000 | 10,000 | 0 |
| PR 1 | PR 2 | BARC | |
| 실시예1 | ◎ | ◎ | ○ |
| 실시예2 | ◎ | ◎ | ○ |
| 실시예3 | ○ | ◎ | ◎ |
| 실시예 4 | ○ | ○ | ◎ |
| 비교예1 | X | △ | △ |
| 비교예2 | △ | X | △ |
| 비교예3 | △ | △ | ○ |
| 비교예4 | △ | X | X |
| 비교예5 | X | △ | X |
| 비교예6 | X | X | X |
| 비교예7 | X | X | X |
<평가기준>
◎: 도포 막두께의 표준편차가 1% 이하인 경우
○: 도포 막두께의 표준편차가 2% 이하인 경우
△: 도포 막두께의 표준편차가 3% 이하인 경우
X: 도포 막두께의 표준편차가 3% 초과인 경우
상기 시험예 1 내지 3의 시험결과에 의하면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 신너 조성물은 비교예 1 내지 7의 신너 조성물과 비교하여 EBR, RRC, 및 코팅 균일성의 모든 면에서 현저히 우수한 결과를 제공함을 확인할 수 있었다.
Claims (7)
- (a) C2~C4 알킬렌 글리콜 C1~C4 알킬에테르 아세테이트,
(b) C1~C10 알킬 락테이트, 및
(c) 사이클로펜타논을 포함하고,
사이클로헥사논은 포함하지 않는 신너 조성물로서,
상기 신너 조성물은 포토레지스트의 도포성능을 향상시키기 위해 포토레지스트 도포 전에 상기 신너 조성물을 먼저 도포하여 웨이퍼 표면을 전처리하기 위한 RRC(reducing resist coating) 공정용인 것을 특징으로 하는, 감광성 수지 및 반사방지막 제거용 신너 조성물. - 청구항 1에 있어서,
조성물 총 중량에 대하여, 상기 (a) C2~C4 알킬렌 글리콜 C1~C4 알킬에테르 아세테이트 10 내지 70중량%; (b) C1~C10 알킬 락테이트 5 내지 50중량%; 및 (c) 사이클로펜타논 1 내지 50중량%를 포함하는 신너 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 신너 조성물에 계면활성제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신너 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 (a)의 C2~C4 알킬렌 글리콜 C1~C4 알킬에테르 아세테이트가 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 중에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 신너 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 (b) C1~C10 알킬 락테이트가 메틸 락테이트, 에틸 락테이트, 프로필 락테이트, 및 부틸 락테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 신너 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 신너 조성물은 반사방지막, i-라인, KrF, ArF, 및 EUV용 포토레지스트에 따르는 RRC 공정, EBR 공정, 리워크 공정, 및 웨이퍼 하부면 세척공정에 사용되는 것을 특징으로 하는 신너 조성물. - 청구항 6에 있어서,
상기 신너 조성물은 ArF용 포토레지스트에 따르는 RRC 공정, EBR 공정, 리워크 공정, 및 웨이퍼 하부면 세척공정에 사용되는 것을 특징으로 하는 신너 조성물.
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