KR102487250B1 - 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액 조성물은 비이온성 계면활성제; 친수성 포접 화합물; 및 물을 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액 조성물은 친수성 포접 화합물이 소수성 유기 잔류물을 포접하여 제거함으로써, 반도체 제조 공정 중 세정처리나 표면 보호막 형성 후에 사용되어 우수한 세정력을 나타내며 패턴 무너짐을 방지할 수 있는 효과가 있다.
상기 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액 조성물은 친수성 포접 화합물이 소수성 유기 잔류물을 포접하여 제거함으로써, 반도체 제조 공정 중 세정처리나 표면 보호막 형성 후에 사용되어 우수한 세정력을 나타내며 패턴 무너짐을 방지할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액 조성물에 관한 것이다.
최근에 디바이스가 점점 소형화 및 미세화 되어감에 따라 포토레지스트 패턴의 아스펙트비(aspect ratio; 포토레지스트 두께, 즉 형성된 패턴의 높이/선폭)가 높아지게 되는데, 그 결과 세정 공정시에 패턴이 붕괴하는 문제가 발생한다. 뿐만 아니라, 최근에는 미세 패턴 형성을 위해 포토레지스트의 재료도 변화하고 있다.
포토레지스트 패턴의 붕괴는 형성된 패턴의 높이가 임계 높이를 넘는 경우, 모세관력(capillary force)이 포토레지스트 자체의 탄성력을 능가하게 되어 나타난다. 이를 해결하기 위하여 포토레지스트 내부의 탄성을 증가시키거나 포토레지스트 자체의 표면장력을 낮춰 피식각층과 포토레지스트 사이의 부착력을 높이는 방법 등을 시도할 수 있다.
일반적으로, 반도체 기판 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 방법은 먼저 반도체 기판 상에 피식각층을 형성한 다음, 피식각층 위에 포토레지스트막을 형성하고, 노광 및 현상 공정으로 상기 피식각층의 일부를 노출시켜 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이때 포지티브형 포토레지스트막을 사용한 경우에는 노광 영역의 포토레지스트막이 현상액에 의해 제거되어 포토레지스트 패턴이 형성된다.
그리고, 마지막 공정으로 반도체 기판을 스핀시키면서 스핀 장치의 상부로부터 증류수를 분사시켜서, 잔류하는 포토레지스트막을 제거하는 세정공정을 거치는데, 이 과정에서 증류수의 표면장력이 높아 패턴이 붕괴하는 문제점이 발생한다.
대한민국 등록특허 제10-1376340호는 포토레지스트 패턴의 LWR 개선용 공정액에 관한 것으로서, 탄소수 1~8의 알코올 0.001 내지 3중량%; 계면활성제 0.0001 내지 1중량%; 알칼리 물질 0.0001 내지 1중량%; 및 물 95 내지 99.9997중량%를 포함하여, 포토레지스트 패턴의 LWR 개선 및 패턴의 무너짐 현상을 방지할 수 있는 포토레지스트 패턴의 LWR 개선용 공정액에 관한 내용을 개시하고 있다. 그러나, 알칼리와 알콜에 의해서 현상 후 포토레지스트의 용해가 일어날 수 있는 문제점이 있다.
또한, 대한민국 공개특허 제2015-0017153호는 반도체 웨이퍼 세정용 조성물에 관한 것으로서, 4급 암모늄 히드록시드, 특정 비이온 계면활성제 및 유기산, 무기산 또는 이들의 염을 포함하는 반도체 웨이퍼 세정용 조성물에 관한 내용을 개시하고 있다. 그러나, 상기 문헌은 표면에 도포된 수용성 고분자의 린스 공정이 추가적으로 필요하며, 물로 린스시에는 미세 패턴의 붕괴가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
그러므로 반도체 제조 공정시 세정처리나 표면 보호막 형성 후에도 표면에 잔류할 수 있는 계면활성제 또는 유기 잔류물의 제거가 가능한 반도체 기판용 세정액의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 미세 패턴 형성 유지를 위해 비이온성 계면활성제를 사용하여 현상 후 잔류물을 제거하고, 반도체 제조 공정시 세정처리나 표면 보호막 형성 후에도 표면에 잔류하는 소수성의 유기분자 잔류물을 친수성 포접 화합물로 포접하여 물에 용해되기 쉬운 친수성 상태로 하여 용이하게 제거할 수 있게 한 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 비이온성 계면활성제; 친수성 포접 화합물; 및 물을 포함하는 반도체 포토 레지스트 패턴용 세정액조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액 조성물은 비이온성 계면활성제; 친수성 포접 화합물; 및 물을 포함함으로써 친수성 포접 화합물이 소수성 유기 잔류물을 포접하여 제거함으로써, 반도체 제조 공정 중 세정처리나 표면 보호막 형성 후에 사용되어 우수한 세정력을 나타내며 패턴 무너짐을 방지 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 2의 패턴 무너짐 평과 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 비교예 3의 패턴 무너짐 평과 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 비교예 3의 패턴 무너짐 평과 결과를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
<반도체
포토레지스트
패턴용 세정액조성물>
본 발명은 비이온성 계면활성제; 친수성 포접 화합물; 및 물을 포함하는 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액조성물에 관한 것이다.
비이온성
계면활성제
상기 비이온성 계면활성제는 에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드계 및 피롤리돈계를 포함하고 소수성기 체인(Chain)이 8개 이상인 계면활성제를 사용할 수 있다. 에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드계는 사슬에 결합된 에테르의 산소 위치에서 수용성으로 되고 체인이 길수록 결합되는 에테르의 수가 많아져, 응집체수가 증가하여 그에 따라 물에 대한 용해성이 증가하게 되는 특징을 가지는 화합물이다. 또한, 비이온성 계면활성제는 세정액을 물로만 사용할 경우 물과 패턴의 접촉각 힘에 의해 패턴 무너짐 현상이 발생하게 되는데, 비이온성 계면활성제는 표면장력을 낮춰주므로 패턴에 가해지는 힘이 작아져 패턴 무너짐 현상을 예방 할 수 있다.
상기 비이온성계면활성제는예를 들어에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드계는폴리옥시에틸렌모노메틸 에테르, 폴리옥시에틸렌모노알릴 에테르, 폴리옥시에틸렌-2-에틸헥실 에테르, 폴리옥시에틸렌 데실 에테르, 폴리옥시에틸렌이소트리데실 에테르, 폴리옥시에틸렌올레일 에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌트리데실 에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴 에테르 등으로, 특히 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌트리데실 에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴 에테르가 바람직하게 이용된다. 또한 피롤리돈계 화합물로는, 예를 들면 1-메틸-2-피롤리돈, 1-에틸-2-피롤리돈, 1-프로필-2-피롤리돈, 1-부틸-2-피롤리돈, 1-펜틸-2-피롤리돈, 1-헥실-2-피롤리돈, 1-헵틸-2-피롤리돈, 1-옥틸-2-피롤리돈, 1-노닐-2-피롤리돈, 1-데실-2-피롤리돈, 1-비닐-2-피롤리돈, 3-메틸렌-1-프로필-2-피롤리돈 등 일 수 있으며, 더욱 상세하게는 1-옥틸-2-피롤리돈이 사용될 수 있다. 상기 비이온성 계면활성제는 모두 HLB값이 6 이상 13이하인 화합물이다.
비이온성 계면활성제는 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액 조성물을 100중량%라고 할 때, 0.01 내지 5중량%로 포함될 수 있다. 이때, 비이온성 계면활성제가 0.01중량% 미만이면 마이셀이 적게 형성되어 잔류물에 대한 제거력이 떨어질 수 있으며, 5중량%를 초과하면 석출이 되어 잔류물에 대한 용해력 및 제거력이 떨어질 수 있다.
친수성
포접
화합물
상기 친수성 포접 화합물은 사이클로덱스트린 계열 화합물 및 사이클로덱스트린 계열 화합물의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 사이클로덱스트린은 글루코스 단위가 도넛 형의 고리 형으로 배열된 것을 일컫는다. 상기 글루코스 단위의 특정한 커플링 및 구조는 사이클로덱스트린에 특정한 부피의 내부 중공을 갖는 단단한 원뿔형 분자 구조의 제공이 가능하다. 내부 중공의 "라이닝(lining)"은 수소 원자 및 글루코스브릿지 산소 원자에 의해 형성되므로 내부 중공의 표면이 높은 소수성을띠게 되고, 이러한 중공은 적당한 크기를 갖는 유기분자의 전부 또는 일부로 채워져서 "포접(inclusion) 복합체"를 형성할 수 있다.
본 발명의 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액조성물은 상기 친수성 포접 화합물을 포함함으로써 친수성 포접 화합물 내에 소수성의 유기 잔류물의 포접이 가능하고, 소수성의 유기 잔류물의 제거가 가능하다. 이 뿐만 아니라, 일반적으로 계면활성제의 소수성기는 물과의 상용성이 낮아 물에 의해 제거가 되기 어려우나 상기 친수성 포접 화합물이 고리내에 계면활성제의 소수성기를 포접하여 전체적으로 친수성을 띠는 상태로 변화함에 따라 물에 의해 제거가 용이한 이점이 있다.
상기 사이클로덱스트린은 공지된 임의의 사이클로덱스트린일 수 있으며, 예컨대 6 내지 12개의 글루코스 단위를 함유하는 비치환된사이클로덱스트린일 수 있다.
구체적으로, 상기 사이클로덱스트린은 알파-, 베타-, 및 감마-사이클로덱스트린일 수 있으며, 이들의 유도체일 수도 있고, 이들의 혼합물을 포함할 수도 있다.
상기 알파-사이클로덱스트린은 도넛 형의 고리 내에 배열된 6개의 글루코스 단위로 이루어져 있으며, 베타-사이클로덱스트린은 7개의 글루코스 단위, 감마-사이클로덱스트린은 8개의 글루코스 단위로 이루어져 있다.
상기 사이클로덱스트린 계열 화합물의 유도체는 상기 사이클로덱스트린계열 화합물이 하이드록시프로필기 및 메틸기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기를 포함하는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 친수성 포접 화합물은 알파-사이클로덱스트린(α-cyclodextrin), 베타-사이클로덱스트린(β-cyclodextrin), 감마-사이클로덱스트린(γ-cyclodextrin), 하이드록시프로필-알파-사이클로덱스트린(hydroxypropyl-α-cyclodextrin), 하이드록시프로필-베타-사이클로덱스트린(hydroxypropyl-β-cyclodextrin),하이드록시프로필-감마-사이클로덱스트린(hydroxypropyl-γ-cyclodextrin), 및 메틸-베타-사이클로덱스트린(methyl-β-cyclodextrin)로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
상기친수성 포접 화합물은반도체 포토레지스트 패턴용 세정액조성물 100중량%에 대하여 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 3 중량%로 포함될 수 있다.
상기 친수성 포접 화합물이상기 범위 이내로 포함되는 경우 세정력의 측면에서 바람직하다. 상기 친수성 포접 화합물이 상기 상기 범위 미만으로 포함되는 경우 친수성 포접 화합물의 추가에 기인한 세정제 조성물의 계면활성제 또는 유기성 잔류물에 대한 세정력의 증가가 다소 미비할 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 물에 대한 용해도 감소로 인하여 세정액 내에서 용해되지 않고 석출되는 현상이 발생할 수 있어 추가적인 세정력 효과 증가를 기대하기 어려울 수 있다.
물
본 발명의 반도체 세정액조성물은 물을 포함하며, 이때 물은 잔량으로 포함될 수 있다.
이때, 상기 물은 탈이온수(deionized water), 증류수(distilled water) 또는 탈이온 증류수(deionized distilled water)일 수 있고, 더욱 상세하게는 탈이온 증류수일 수 있다.
탈이온 증류수를 단독으로 사용하는 경우 공정 단가가 절감되고, 취급이 용이하며 세정력도 우수한 이점이 있다.
상기 물을 포함하는 친수성 용매는 본 발명의 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액조성물에 들어가는 구성들, 예컨대 전술한 비이온성 계면활성제, 친수성 포접 화합물 또는 추가적으로 포함되는 첨가제와 같은 성분들의 첨가 여부에 따라 포함되는 양이 달라질 수 있다. 즉, 전체 조성물의 잔량은 상기 물이 차지하며, 바람직하게는 상기 성분들이 전술한 함량 범위를 갖도록 조절하는 역할을 수행한다.
첨가제
본 발명의 상기 반도체 세정액 조성물은 필요에 따라 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 첨가제는 계면활성제, pH 조절제, 부식방지제, 유기용매 등 당업계에서 일반적으로 사용하는 첨가제라면 이에 한정되지 않는다.
본 발명에 있어서, 상기 첨가제는 pH 조절제 및 유기용매로 이루어진 군 중 1 이상을 포함할 수 있다.
(1) pH 조절제
상기 pH 조절제는 상기 반도체 세정액 조성물의 전체적인 산도를 조절함으로써 염기성 물질에 의한 반도체 기판의 표면이 손상되는 것을 조절할 수 있는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 상기 반도체 새정액 조성물이 상기 pH 조절제를 포함하는 경우 상기 반도체 세정액 조성물의 전체적인 산도의 조절 뿐 아니라 반도체 기판 표면에 잔류하는 불순물들을 분해 또는 용해하는 기능을 수행할 수 있으며, 오염물질들 사이에 배열되어 전기적 반발력을 일으켜 오염물질의 분산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
상기 pH 조절제는 예컨대 무기산, 유기산, 이들의 염 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 무기산은 탄산, 인산, 질산, 황산 및 염산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 유기산은 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 팔미트산, 스테아르산,올레산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 타타르산, 말레산, 글리콜산, 글루타르산, 아디프산, 술포숙신산, 발레르산,카프로산, 카프릴산, 카프릭산, 로르산, 미리스트산, 젖산, 사과산, 시트르산, 주석산 등의 지방족 유기산; 벤조산, 살리실산, 파라톨루엔술폰산, 나프토산, 니코틴산, 톨루엔산, 아니스산, 쿠민산, 프탈산 등의 방향족 유기산을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 염은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 칼륨염, 나트륨염, 암모늄염, 칼슘염, 마그네슘염 등을 들 수 있다.
(2) 유기용매
상기 유기용매는 글리콜 에테르 유도체 및 글리콜 에테르의 에스테르 유도체 등을 들 수 있으며, 구체적인 예로는, 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노이소프로필 에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노이소프로필 에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌글리콜 모노부틸 에테르, 디프로필렌글리콜 모노프로필 에테르, 에틸렌글리콜 페닐에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예들은당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
실시예
및
비교예
하기 표 1에 제시된 성분을 각각의 함량에 따라 혼합하여 실시예 1 내지 15 및 비교예 1 내지 11의 반도체 세정액 조성물을 제조하였다.
| (중량%) | 계면활성제 | 친수성 포접 화합물 | 기타 화합물 | 물 | ||||||||
| A-1 | A-2 | A-3 | A-4 | A-5 | B-1 | B-2 | B-3 | C-1 | C-2 | C-3 | ||
| 실시예 1 | 0.02 | - | - | - | - | 0.06 | - | - | - | - | - | 잔량 |
| 실시예 2 | 0.01 | - | - | - | - | - | 0.5 | - | - | - | - | 잔량 |
| 실시예 3 | - | 0.02 | - | - | - | - | - | 2.5 | - | - | - | 잔량 |
| 실시예 4 | - | 0.01 | - | - | - | 4.5 | - | - | - | - | - | 잔량 |
| 실시예 5 | 0.3 | - | - | - | - | - | 0.08 | - | - | - | - | 잔량 |
| 실시예 6 | 0.7 | - | - | - | - | - | - | 0.5 | - | - | - | 잔량 |
| 실시예 7 | - | 0.3 | - | - | - | 3.0 | - | - | - | - | - | 잔량 |
| 실시예 8 | - | 0.8 | - | - | - | - | 4.0 | - | - | - | - | 잔량 |
| 실시예 9 | 4.5 | - | - | - | - | - | - | 0.07 | - | - | - | 잔량 |
| 실시예 10 | 3.0 | - | - | - | - | 0.7 | - | - | - | - | - | 잔량 |
| 실시예 11 | - | 3.5 | - | - | - | - | 2.5 | - | - | - | - | 잔량 |
| 실시예 12 | - | 4.0 | - | - | - | - | - | 4.5 | - | - | - | 잔량 |
| 실시예 13 | 3.0 | - | - | - | - | 0.7 | - | - | 0.05 | - | - | 잔량 |
| 실시예 14 | - | 3.5 | - | - | - | - | 2.5 | - | - | 0.1 | - | 잔량 |
| 실시예 15 | 0.01 | - | - | - | - | - | 0.5 | - | - | - | 0.01 | 잔량 |
| 비교예 1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 잔량 |
| 비교예 2 | 1.0 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 잔량 |
| 비교예 3 | - | 4.0 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 잔량 |
| 비교예 4 | - | - | 0.5 | - | - | - | - | - | - | - | - | 잔량 |
| 비교예 5 | - | - | - | 0.6 | - | - | - | - | - | - | - | 잔량 |
| 비교예 6 | - | - | - | - | 0.5 | - | - | - | - | - | - | 잔량 |
| 비교예 7 | - | - | - | - | - | 0.03 | - | - | - | - | - | 잔량 |
| 비교예 8 | - | - | - | - | - | - | 4.0 | - | - | - | - | 잔량 |
| 비교예 9 | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.05 | - | - | 잔량 |
| 비교예 10 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.1 | - | 잔량 |
| 비교예 11 | 0.01 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.01 | 잔량 |
| A-1 : 1-옥틸-2-피롤리돈(1-octyl-2-pyrrolidone) A-2 : 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌트리데실 에테르(polyoxyethylene polyoxypropylene tridecyl ether) A-3 : 암모늄 라우릴 설페이트(ammonium lauryl sulfate, 음이온성 계면활성제) A-4 : 디스테아릴 디메틸 암모늄 클로라이드(distearyl dimethyl ammonium chloride, 양이온성 계면활성제) A-5 : 알킬 베타인(alkyl betaine, 양쪽성 계면활성제) B-1 : 알파-사이클로덱스트린 (α-cyclo dextrin, Ingredion Co. 제품) B-2 : 베타-사이클로덱스트린 (β-cyclo dextrin, Ingredion Co. 제품) B-3 : 감마-사이클로덱스트린 (γ-cyclo dextrin, Ingredion Co. 제품) C-1 : 디에틸렌글리콜모노부틸에테르(diethylene glycol monobutyl ether) C-2 : 시트르산(citric acid) C-3 : TMAH(tetra methyl ammonium hydroxide) |
||||||||||||
본 발명에 따른 실험은 6인치의 P-type 실리콘 기판을 사용하였다. 먼저 BARC코팅과 PR코팅을 순차적을 한 후 기판을 150mJ 에너지로 UV 노광 후 PEB(Post-exposure bake) 과정을 거쳐 2.38 중량% 염화테트라메틸암모늄(TMAH)으로 현상을 실시하였다. 1600Å의 두께로 포토레지스트 라인 패터닝이 되어있는 상기 기판을 가지고 표 1에 제시된 성분으로 제조한 세정액을 30초간 딥핑(dipping) 후 연속으로 탈이온수(Ultrapure Water, UPW)로 10초 간 린스 하였다. 세정 후 기판 표면을 FE-SEM(scanning electron microscope, 주사전자현미경)으로 표면을 관찰하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
실험예1
:
선폭
거칠기 평가
FE-SEM(Hitachi사)을 사용하여 패턴 중 가장 넓은 부분과 좁은 부분의 차이를 측정하여 선폭 거칠기 값을 확인하였으며, 측정 결과는 하기 표 2에 나타내었다. 선폭 거칠기 값이 작을수록 패턴이 균일한 것을 의미한다.
실험예
2:
포토레지스트
두께 감소
FE-SEM(Hitachi사)을 사용하여 포토레지스트 세정용 조성물 처리 전과 처리 후의 포토레지스트 두께 차를 측정하여 포토레지스트 두께 감소 정도를 확인하였으며, 측정 결과는 하기 표 2에 나타내었다. 포토레지스트 두께 차이가 적을수록 포토레지스트가 손상을 적게 받은 것을 의미한다.
◎: 포토레지스트 두께감소 50Å 이하
○: 포토레지스트 두께감소 50Å 초과 150Å이하
△: 포토레지스트 두께감소 150Å 초과 250Å이하
X: 포토레지스트 두께감소 250Å 초과
실험예
3:
포토레지스트
잔류물
FE-SEM(Hitachi사)을 사용하여 포토레지스트 세정용 조성물 처리 후의 기판 상의 포토레지스트 잔류물이 남아있는지 존재 여부를 확인한 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
실험예
4: 패턴 붕괴
FE-SEM(Hitachi사)을 사용하여 패턴이 사라지거나 옆으로 쓰러지는 붕괴 유무 및 패턴이 서로 붙는 마이크로 브릿지(bridge) 현상 발생 유무를 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 선폭거칠기 (nm) | 포토레지스트 두께 감소 | 잔류물 | 패턴 무너짐 |
|
| 실시예 1 | 3.5 | ◎ | 없음 | 없음 |
| 실시예 2 | 3.2 | ◎ | 없음 | 없음 |
| 실시예 3 | 3.1 | ◎ | 없음 | 없음 |
| 실시예 4 | 3.4 | ◎ | 없음 | 없음 |
| 실시예 5 | 2.9 | ◎ | 없음 | 없음 |
| 실시예 6 | 2.8 | ◎ | 없음 | 없음 |
| 실시예 7 | 2.8 | ◎ | 없음 | 없음 |
| 실시예 8 | 3.2 | ◎ | 없음 | 없음 |
| 실시예 9 | 3.6 | ○ | 없음 | 없음 |
| 실시예 10 | 3.5 | ◎ | 없음 | 없음 |
| 실시예 11 | 3.0 | ◎ | 없음 | 없음 |
| 실시예 12 | 3.5 | ○ | 없음 | 없음 |
| 실시예 13 | 3.3 | ○ | 없음 | 없음 |
| 실시예 14 | 3.3 | ◎ | 없음 | 없음 |
| 실시예 15 | 3.0 | ◎ | 없음 | 없음 |
| 비교예 1 | 5.0 | X | 있음 | 있음 |
| 비교예 2 | 6.1 | X | 있음 | 있음 |
| 비교예 3 | 6.9 | X | 있음 | 있음 |
| 비교예 4 | 7.9 | X | 있음 | 있음 |
| 비교예 5 | 7.8 | X | 있음 | 있음 |
| 비교예 6 | 8.4 | X | 있음 | 있음 |
| 비교예 7 | 4.8 | △ | 있음 | 있음 |
| 비교예 8 | 4.2 | △ | 있음 | 있음 |
| 비교예 9 | 6.5 | X | 있음 | 있음 |
| 비교예 10 | 5.3 | X | 있음 | 있음 |
| 비교예 11 | 5.1 | △ | 있음 | 없음 |
상기 표 2 및 도 1을 참고하면, 실시예 1 내지 실시예 15의 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액 조성물은 선폭 거칠기 값이 낮고 포토레지스트 두께 감소량이 적고잔류물 제거력이 우수하며, 패턴 무너짐이 전혀 없는 것을 알 수 있다.
반면에, 표 2 및 도 2를 참고하면, 비교예 1 내지 11에서 비이온성 계면활성제 혹은 친수성 포접 화합물 중 한가지만을 포함한 반도체 포토 레지스트 패턴용 세정액 조성물의 경우 선폭 거칠기 값이 높고 포토레지스트 두께 감소량이 많고 잔류물 제거력이 우수하지 못하며, 패턴 무너짐이 발생하는 것을 알 수 있다.
Claims (6)
- 비이온성 계면활성제;
친수성 포접 화합물; 및
물을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 반도체 포토레지스트패턴용 세정액 조성물을 100중량%로 할 때,
비이온성 계면활성제 0.01 ~ 5중량%;
친수성 포접 화합물 0.01 ~ 5중량%; 및
물 잔량을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 비이온성 계면활성제는
폴리옥시에틸렌모노메틸 에테르, 폴리옥시에틸렌모노알릴 에테르, 폴리옥시에틸렌-2-에틸헥실 에테르, 폴리옥시에틸렌 데실 에테르, 폴리옥시에틸렌이소트리데실 에테르, 폴리옥시에틸렌올레일 에테르, 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 트리데실 에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴 에테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 비이온성 계면활성제는
1-메틸-2-피롤리돈, 1-에틸-2-피롤리돈, 1-프로필-2-피롤리돈, 1-부틸-2-피롤리돈, 1-펜틸-2-피롤리돈, 1-헥실-2-피롤리돈, 1-헵틸-2-피롤리돈, 1-옥틸-2-피롤리돈, 1-노닐-2-피롤리돈, 1-데실-2-피롤리돈, 1-비닐-2-피롤리돈, 3-메틸렌-1-프로필-2-피롤리돈으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 친수성 포접 화합물은
사이클로덱스트린 계열 화합물 및 사이클로덱스트린 계열 화합물의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액은 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 포토레지스트 패턴용 세정액 조성물.
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