KR20050047120A - 반도체 기판 스택에서 이미지층을 제거하는 방법 - Google Patents

반도체 기판 스택에서 이미지층을 제거하는 방법 Download PDF

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KR20050047120A
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카린 슈리크트
존. 비아포레
마리오 레이브루크
팀 에스. 안드레이카
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후지필름 일렉트로닉 머티리얼스 유.에스.에이., 아이엔씨.
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Abstract

다중층 이미지 시스템에서 리소그래피 과정 동안 만들어진 부정확한 필름 두께, 조악한 코팅 품질, 및 부정확한 외형 치수와 같은 오류를 극복하기 위한 방법이 제공된다. 제조 효율을 최적화하기 위해서, 바닥층(언더코팅층 또는 하부층)을 이동시키고, 재코팅하고 및 흔하게 경화하는 것 없이 최상층(이미지층)을 제거하는 것이 바람직하다. 기판 스택으로부터 이미지층을 제거하는 방법이 이러한 방법이다. 스택은 기판, 상기 기판에 인접하는 하부층, 및 상기 하부층에 인접하고 실리콘을 함유하는 이미지층을 포함한다. 방법은 (a)이미지층 제거 용매를 기판 스택에 접촉시키는 단계; (b) 상기 이미지층 제거 용매가 글리콜 에테르류, 케톤류, 에스테르류, 락테이트류, 디메틸술폭시드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 메틸 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 테트라하이드로피란, 에틸 테트라하이드로피란-4-아세테이트, 메틸 테트라하이드로피란-4-메탄올, 테트라하이드로피란-4-온, n-부틸 아세테이트, n-아밀 아세테이트, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택되고, 상기 이미지층 제거 용매로 상기 이미지층을 제거하여 기판/하부층 스택을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 이미지층을 제거한 후 상기 기판/하부층 스택에서 상기 이미지층 제거 용매를 제거하는 단계;를 포함한다.

Description

반도체 기판 스택에서 이미지층을 제거하는 방법 {A method for the removal of an imaging layer from a semiconductor substrate stack}
본 발명은 반도체 제조에서 사용되는 원자외선(deep UV) 리소그래피에 대한 것으로서 더 상세하게는 다중층 포토레지스트 시스템의 재가공(rework)에 대한 것이다.
반도체 장비의 소형화에 대한 끊임없는 요구가 반도체 장비들의 정밀한 패턴을 나타내는데 사용된 포토리소그래피의 정확성을 향상시켜왔다. 더 정밀한 해상도에 대한 요구는 이미지 파장이 365 nm(고압 수은램프)에서 248nm(KrF 엑시머 레이저)로, 193 nm (ArF 엑시머 레이저) 및 그 이하로 축소되도록 하였다. 이 때문에, 종래의 노볼락(novolaks), 디아조나프토퀴논(diazonaphthoquinones) 등과 같은 리소그래피용 물질은 극초대규모 집적 회로(ultra large scale integration(ULSI))용 플랫폼 제조에 적합하지 않다. 따라서, 원자외선 파장을 이용하기 위해서, 저 광흡광도 및 개선된 감도를 갖는 신규한 레지스트 물질이 요구되었다. 패턴과 파장이 정밀해 질수록 패턴의 표현에 사용되는 포토레지스트의 물질 특성이 더 요구되고 있다. 특히, 감도, 투광도, 생성되는 이미지의 선명도, 및 패턴 전사의 에칭 조건에 대한 레지스트의 선택이 더 요구되고 있다.
상기 언급된 기준에 부합하도록 산 분해성(acid-labile) 고분자를 사용해서 화학 증폭 레지스트 물질을 개발해 왔다. 이 화학 증폭 레지스트 물질은 향상된 해상도에 대한 큰 전망을 보여주었다. 그러나, 화학증폭 레지스트 시스템은 여러 가지 결점이 있다. 그 중 하나는 정지파(standing wave) 효과로서 노광 동안에 반사 기판의 표면에서 단색파가 반사될 때 발생하는 것이다. 레지스트에서 정지파가 형성되면 해상도를 감소시키고 라인 폭의 변화를 야기한다. 예를 들면, 포지티브 레지스트의 정지파는 레지스트/기판 계면의 풋에서 레지스트의 해상도를 감소키는 경향을 갖는다. 종종, 이러한 문제점을 최소화하기 위해서 레지스트는 얇은 반사방지(Antireflective)코팅층을 채용한다.
또한, 화학 증폭 레지스트 프로파일(profile) 및 해상도가 기판 독성으로 인하여 변화할 수 있다. 특히, 기판이 질화물층을 포함할 때 영향을 받을 수 있다. 질화물 필름의 잔여 N-H결합이 질화물/레지스트 계면에서 산을 비활성화시키는 것으로 이해된다. 포지티브 레지스트에 있어서, 이는 용해되지 않는 영역을 초래하고 레지스트 스커밍(scumming)이나 레지스트/기판 계면에서 풋(foot)을 야기한다.
게다가, 리소그래피적 관점 비율은 0.18 ㎛ 미만의 특징을 인쇄하도록 화학 증폭 레지스트 층이 약 0.5㎛ 또는 그 이하로 얇을 것을 필요로 한다. 차례로 이는 레지스트가 레지스트 이미지 특성이 하부 기판으로 전사될 수 있도록 우수한 플라즈마 에칭 저항도를 가질 것을 필요로 한다.
고해상도 및 고에칭 저항 레지스트에 대한 요구를 만족시키기 위한 일 접근은 다중층 레지스트 시스템을 사용하는 것이다. 이 접근에서 얇은 실리콘 함유 이미지층이 이보다 두꺼운 평면층(하부층, underlayer) 상으로 증착된다. 하부층은 대부분의 원자외선을 흡수해서 정지파 효과를 약화시킨다. 또한, 하부층은 레지스트/기판 계면에서 산성 촉매가 비활성화되는 것을 방지한다. 또한, 하부층은 에칭 저항을 제공하기 위해서 방향족 화합물을 함유할 수 있다.
종래 이중층 레지스트 방법에서는 하부층을 기판 상에 적용한다. 그 다음 화학 증폭 레지스트를 하부층 상에 적용하고, 화학 증폭 레지스트 최상층을 원자외선에 노광시키고 이미지를 형성하면서 현상된다. 그 다음 이중층 시스템을 하부층이 에칭되는 산소 플라즈마 에칭 환경에 두고, 화학 증폭 레지스트를 현상시켜서 에칭하였다. 이어서, 노광된 기판을 플라즈마 에칭한다. 산화 레지스트와 언더코팅층은 기판 에칭에 대해서 플라즈마 에칭 저항을 제공한다.
이중층 이미지 시스템의 예를 들면, 본 명세서에서 언급되는 공동 양도된 미국 특허 제6,146, 793호, 미국 특허 제6,165, 682호 및 미국 특허 출원 제 09/576,146호에 개시되어 있다.
반도체 장비의 제조 과정 중에 발생하는 오류 또는 장치적 문제 때문에 포토레지스트 이미지 단계를 개정할 필요가 있을 수 있다. 포토레지스트 이미지층을 반드시 제거해야 하고, 하부층의 표면을 반드시 다시 제조하고, 포토레지스트로 다시 코팅하고 다시 이미지형성을 해야 한다. 본 발명은 하부층에 대한 재방법의 필요성을 극복하고 따라서 전체 제조 방법을 보다 효율적으로 하고자 하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 제조되는 기판 상의 이미지 최소선폭(critical dimentsion, CD)과 명목상 CD에 대한 그래프이다.
발명의 요약
본 발명은 리소그래퍼가 리소그래피 과정 중에 발생하는 오류를 해결할 수 있도록 하는 방법을 제공한다. 제 1 실시예는 스택이 기판, 상기 기판에 인접하는 하부층 및 상기 하부층에 인접하고 실리콘을 포함하는 이미지층을 포함하고,
(a) 이미지층 제거 용매를 기판 스택에 접촉시키는 단계;
(b) 상기 이미지층 제거 용매는 글리콜 에테르류, 케톤류, 에스테르류, 락테이트류, 디메틸술폭사이드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 메틸테트라하이드로퓨란, 디옥산, 테트라하이드로피란, 에틸 테트라하이드로피란-4-아세테이트, 메틸 테트라하이드로피란-4-메탄올, 테트라하이드로피란-4-온, n-부틸 아세테이트, n-아밀 아세테이트, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택되고, 상기 이미지층 제거 용매로 이미지층을 제거하여 기판/하부층 스택을 형성하는 단계; 및
(c)이미지층을 제거한 후 기판/하부층 스택에서 이미지층 제거 용매를 제거하는 단계;를 포함하는 기판 스택에서 이미지층을 제거하는 재가공 방법을 제공한다.
리소그래피 이미지 재가공 방법은 또한 기판 스택이 기판, 상기 기판에 인접하는 하부층, 및 상기 하부층에 인접하고 실리콘을 함유하는 이미지층을 포함하고,
(a) 글리콜 에테르류, 케톤류, 에스테르류, 락테이트류, 디메틸술폭사이드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 메틸테트라하이드로퓨란, 디옥산, 테트라하이드로피란, 에틸 테트라하이드로피란-4-아세테이트, 메틸 테트라하이드로피란-4-메탄올, 테트라하이드로피란-4-온, n-부틸 아세테이트, n-아밀 아세테이트, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택된 이미지층 제거 용매를 상기 기판 스택에 접촉시키는 단계;
(b) 상기 이미지층 제거 용매로 상기 이미지층을 제거하여 기판/하부층 스택을 형성하는 단계;
(c) 상기 이미지층을 제거한 후 상기 기판/하부층 스택에서 상기 이미지층 제거 용매를 제거하는 단계;
(d) 상기 기판/하부층 스택을 신규한 이미지층으로 코팅하는 단계;
(e) 상기 신규한 이미지층을 방사선에 노광시키는 단계; 및
(f) 상기 신규한 이미지층을 현상하는 단계;를 포함하는 기판 스택 상의 이미지층에 있는 하나 또는 그 이상의 흠결을 수정하는 단계를 제공한다.
본 발명은 또한 기판 스택이 기판, 상기 기판에 인접하는 하부층, 및 상기 하부층에 인접하고 실리콘을 함유하는 이미지층을 포함하고,
(a) 이미지층 제거 용매를 상기 기판 스택에 접촉시키는 단계;
(b) 상기 이미지층 제거 용매가 글리콜 에테르류, 케톤류, 에스테르류, 락테이트류, 디메틸술폭사이드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 메틸테트라하이드로퓨란, 디옥산, 테트라하이드로피란, 에틸테트라하이드로피란-4-아세테이트, 메틸테트라하이드로피란-4-메탄올, 테트라하이드로피란-4-온, n-부틸아세테이트, n-아밀 아세테이트, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택되고, 상기 이미지층 제거 용매로 상기 이미지층을 제거하여 기판/하부층 스택을 형성하는 단계;
(c) 상기 이미지층을 제거한 후 세정(rinse) 용액으로 상기 기판/하부층 스택으로부터 상기 이미지층 제거 용매를 세정하는 단계; 및
(d) 상기 세정 용액을 제거하기 위해서 상기 기판/하부층 스택을 가열하는 단계:를 포함하는 기판 스택으로부터 이미지층을 제거하는 또다른 재가공 방법을 제공한다.
본 발명의 상세한 설명
본 발명은 다중층 이미지 시스템에서 리소그래피 공정 중에 생기는 오류를 해결하기 위한 방법을 제공한다.
재공정을 필요로 하는 오류들의 예를 들면, 필름 두께의 부정확, 조악한 코팅 품질, 및 외형 치수의 부정확을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 제조 효율을 최적화하기 위해서, 최하층(bottom layer, 언더코팅층 또는 하부층)을 제거하고, 재코팅하며, 흔히 경화하는 것을 거치지 않고 최상층(top layer, 이미지층)을 제거할 수 있는 것이 바람직하다.
제1 실시예는 기판 스택이 기판, 상기 기판에 인접하는 하부층, 및 상기 하부층에 인접하고 실리콘을 포함하는 이미지층을 포함하고,
(a) 이미지층 제거 용매를 상기 기판 스택에 접촉시키는 단계;
(b) 상기 이미지층 제거 용매가 글리콜 에테르류, 케톤류, 에스테르류, 락테이트류, 디메틸술폭사이드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 메틸 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 테트라하이드로피란, 에틸 테트라하이드로피란-4-아세테이트, 메틸 테트라하이드로피란-4-메탄올, 테트라하이드로피란-4-온, n-부틸 아세테이트, n-아밀 아세테이트, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택되고, 상기 이미지층 제거 용매로 이미지층을 제거하여 기판/하부층 스택을 형성하는 단계; 및
(c) 상기 이미지층을 제거한 후 상기 기판/하부층에서 상기 이미지층 제거 용매를 제거하는 단계;를 포함하는 기판 스택으로부터 이미지층을 제거하는 재가공 방법을 제공한다.
본 발명의 제2 실시예는 기판 스택이 기판, 상기 기판에 인접하는 하부층, 및 상기 하부층에 인접하고 실리콘을 함유하는 이미지층을 포함하고,
(a) 글리콜 에테르류, 케톤류, 에스테르류, 락테이트류, 디메틸술폭사이드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 메틸 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 테트라하이드로피란, 에틸 테트라하이드로피란-4-아세테이트, 메틸 테트라하이드로피란-4-메탄올, 테트라하이드로피란-4-온, n-부틸 아세테이트, n-아밀 아세테이트, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택된 이미지층 제거 용매를 상기 기판 스택에 접촉시키는 단계;
(b) 상기 이미지층 제거 용매로 상기 이미지층을 제거하여 기판/하부층 스택을 형성하는 단계;
(c) 상기 이미지층을 제거한 후 상기 기판/하부층 스택으로부터 상기 이미지층 제거 용매를 제거하는 단계;
(d) 신규한 이미지층으로 상기 기판/하부층 스택을 코팅하는 단계;
(e) 상기 신규한 이미지층을 방사선에 노광시키는 단계; 및
(f) 상기 신규한 이미지층을 현상하는 단계;를 포함하는 기판 스택 상의 이미지층에 있는 하나 또는 그 이상의 흠결을 수정하는 리소그래피 이미지 재가공 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 제3 실시예는 기판 스택이 기판, 상기 기판에 인접하는 하부층, 및 상기 하부층에 인접하고 실리콘을 함유하는 이미지층을 포함하고,
(a) 이미지층 제거 용매를 상기 기판 스택에 접촉시키는 단계;
(b) 상기 이미지층 제거 용매가 글리콜 에테르류, 케톤류, 에스테르류, 락테이트류, 디메틸술폭사이드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 메틸 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 테트라하이드로피란, 에틸 테트라하이드로피란-4-아세테이트, 메틸 테트라하이드로피란-4-메탄올, 테트라하이드로피란-4-온, n-부틸 아세테이트, n-아밀 아세테이트, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택되고, 상기 이미지층 제거 용매로 이미지층을 제거하여 기판/하부층 스택을 형성하는 단계;
(c) 상기 이미지층을 제거한 후 세정 용액으로 상기 기판/하부층 스택에서 상기 이미지층 제거 용매를 세정하는 단계; 및
(d) 상기 세정 용액을 제거하기 위해서 상기 기판/하부층 스택을 가열하는 단계;를 포함하는 기판 스택에서 이미지층을 제거하는 재가공 방법을 제공한다.
본 발명에서 사용할 수 있는 기판은 반도체 제조에서 사용되는 것을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 기판은 실리콘, 각종 질화물, 산화물, 산질화물(oxynitrides), 또는 실리콘의 다른 무기물 유도체를 포함하는 웨이퍼, 질화물, 산화물, 산질화물, 실리콘의 다른 무기물 유도체, 금속의 코팅액, 저 유전상수 유전체의 코팅액, 및 이와 동종의 것을 포함한다. 적절한 금속의 예를 들면, 구리, 알루미늄, 또는 텅스텐을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 적절한 저 유전상수 유전체의 코팅액은 SiLK(다우 케미칼사제)와 같은 유기 금속, 코랄(Coral)(네벨루스사제, Nevellus) 및 블랙 다이아몬드(Black Diamond)(어플라이드 머티리얼사제)와 같은 탄소 함유 산화물, 탄소 함유 실리콘계 물질을 포함한다. 예를 들면 금속 라인과 같은 각종 반도체 구조물을 상기 기판 상에 제조할 수 있다.
본 발명에 사용할 수 있는 이미지층(레지스트 또는 포토레지스트라고도 불림)은 그 성분이 대개 실리콘을 포함하는 고분자 화합물인 감광성 조성물이다. 바람직한 실시예에서, 레지스트는 화학 증폭 레지스트이다. 적합한 화학 증폭 레지스트는 감산기(acid sensitive group)로 보호된 알칼리 용해 그룹을 포함한다. 적합한 알칼리 용해 그룹의 예를 들면, 카르복실산류, 페놀류, 하이드록시이미드류, 하이드록시메틸이미드류, 불소화 알코올류 및 실란올류를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 적합한 보호기(blocking group)는 터셔리 탄소, 및 알파 알콕시 알킬을 함유하는 알킬기, 및 아릴이소프로필기를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 적합하게 보호된 알칼리 용해 그룹의 예를 들면, t부틸 에스테르류, 알파 알콕시 에스테르류, 알파 알콕시알킬 아로마틱 에테르류, t부톡시페닐, t부톡시이미도, 및 t-부톡시메틸이미도를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 보호된 알칼리 용해 그룹의 예는 미국 특허 제5,468,589호, 제4,491,628호, 제5,679,495호, 제6,379,861호, 제6,329,125호 및 제5,206,317호에 개시되어 있으며, 이들은 본 명세서에 참조로서 언급된다.
이미지층의 적합한 고분자 물질은 실리콘 및 보호된 알칼리 용해 그룹 양자를 함유하는 것이다. 적합한 고분자 물질은 실리콘 함량이 약 5중량% 내지 약 30중량% 이다. 바람직하게는 고분자 물질은 그 실리콘 함량이 약 8중량% 내지 약 25중량% 이다. 적합한 포토레지스트 고분자 화합물의 예는 미국 특허 제 6,146,793호, 제6,165,682호, 제6,340,734호, 제6,028,154호, 제6,042,989호, 제5,882,844호, 제5,691,396호, 제5,731,126호 및 5,985,524호에 개시되어 있으며, 본 명세서에서 참조로서 언급된다. 다른 적합한 고분자 물질은 예를 들면 미국 공개 특허 출원 제 2001/0041769호 및 제 2002/0055550호, 미국 특허 출원 제09/576,146호 및 일본 공개 특허 출원 제2001114835호에 개시되어 있으며 이들은 모두 본 명세서에서 참조로서 언급된다. 실리콘 함량은 상기 언급한 바와 같이 코팅 전에 고분자에 함유될 수 있고 또는 상기 고분자 물질은 본 명세서에서 참조로서 언급되는 미국 특허 제6,306,990호 및 제6,110,637호에 개시된 바와 같이 코팅 후에 실릴화될 수 있다.
실리콘-함유 고분자 물질에 더해서, 본 발명에 적합한 화학 포토레지스트는 또한 광산 발생제(photoacid generator)를 포함할 수 있다. 방사선 감응성 포토레지스트 조성물은 임의의 적합한 광산 발생제 화합물을 채용할 수 있다. 적합한 광산 발생제의 예를 들면 요도늄, 설포늄, 또는 다른 오늄염류; 옥심 설포네이트류(oxime sulfonates); 카르복시산 또는 술폰산의 니트로벤질 에스테르류; 할로산을 방출하는 알킬 할라이드류 또는 젬-디할라이드류;가 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 이들은 산을 수득하기 위해서 광 존재하에서 분해된다.
바람직한 광산 발생제는 술폰산을 발생시키는 것이다. 술폰산을 발생시키는 적합한 광산 발생제의 종류는 술포늄 또는 요도늄 염류, 옥심이도술포네이트류, 비스술포닐디아조메탄 화합물, 및 니트로벤질술포네이트 에스테르류를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 적합한 광산 발생제 화합물은 예를 들면, 미국 특허 제 5,558,978 호 및 제5,468,589호에 개시되어 있으며, 이들은 본 명세서에서 참조로서 언급된다. 특히, 바람직한 것으로는 강산의 디-아릴 또는 디-알킬 요도늄 염류, 또는 술폰산의 트리아릴, 디아릴알킬, 디알킬아릴, 또는 트리알킬 치환된 술포늄 염류이다.
광산 발생제의 적합한 예를 들면, 트리페닐술포늄 브로마이드, 트리페닐술포늄 클로라이드, 트리페닐술포늄 요오다이드, 트리페닐술포늄 헥사플루오로포스페이트, 트리페닐술포늄 헥사플루오로아르제네이트, 트리페닐술포늄 트리플루오로메탄술포네이트, 디페닐에틸술포늄 클로라이드, 펜아실디메틸술포늄 클로라이드, 펜아실테트라하이드로티오페늄 클로라이드, 4-니트로펜아실테트라하이드로티오페늄 클로라이드, 및 4-히드록시-2-메틸페닐헥사하이드로티오피릴륨 클로라이드가 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용될 적합한 광산 발생제의 또다른 예를 들면, 트리페닐술포늄 퍼플루오로옥탄술포네이트, 트리페닐술포늄 퍼플루오로부탄술포네이트, 메틸페닐디페닐술포늄 퍼플루오로옥탄술포네이트, 4-n-부톡시페닐디페닐술포늄 퍼플루오로부탄술포네이트, 2,4,6-트리메틸페닐디페닐술포늄 퍼플루오로부탄술포네이트, 2,4,6-트리메틸페닐디페닐술포늄 벤젠술포네이트, 2,4,6-트리메틸페닐디페닐술포늄 2,4,6-트리이소프로필벤젠술포네이트, 페닐티오페닐디페닐술포늄 4-도데실벤젠술폰산, 트리스(-t-부틸페닐) 술포늄 퍼플루오로옥탄술포네이트, 트리스(-t-부틸페닐) 술포늄 퍼플루오로부탄술포네이트, 트리스(-t-부틸페닐)술포늄 2,4,6-트리이소프로필벤젠술포네이트, 트리스(-t-부틸페닐)술포늄 벤젠술포네이트, 및 페닐티오페닐디페닐술포늄 퍼플루오로옥탄술포네이트를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용될 적합한 요도늄 염의 예를 들면, 디페닐 요도늄 퍼플루오로부탄술포네이트, 비스-(t-부틸페닐)요도늄 퍼플루오로부탄술포네이트, 비스-(t-부틸페닐)요도늄 퍼플루오로옥탄술포네이트, 디페닐 요도늄 퍼플루오로옥탄술포네이트, 비스-(t-부틸페닐)요도늄 벤젠술포네이트, 비스-(t-부틸페닐)요도늄 2,4,6-트리이소프로필벤젠술포네이트, 및 디페닐 요도늄 4-메톡시벤젠술포네이트를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용될 적합한 광산 발생제의 예를 들면, 비스(p-톨루엔술포닐)디아조메탄, 메틸술포닐 p-톨루엔술포닐디아조메탄, 1-사이클로-헥실술포닐-1-(1,1-디메틸에틸술포닐)디아조메탄, 비스(1,1-디메틸에틸술포닐)디아조메탄, 비스(1-메틸에틸술포닐)디아조메탄, 비스(사이클로헥실술포닐)디아조메탄, 1-p-톨루엔술포닐-1-사이클로헥실카르보닐디아조메탄, 2-메틸-2-(p-톨루엔술포닐)프로피오페논, 2-메탄술포닐-2-메틸-(4-메틸티오프로피오페논), 2,4-메틸-2-(p-톨루엔술포닐)펜트-3-온, 1-디아조-1-메틸술포닐-4-페닐-2-부탄온, 2-(사이클로헥실카르보닐-2-(p-톨루엔술포닐))프로판, 1-사이클로헥실술포닐-1-사이클로로헥실카르보닐디아조메탄, 1-디아조-사이클로로헥실술포닐-3,3-디메틸-2-부탄온, 1-디아조-1-(1,1-디메틸에틸술포닐)-3,3-디메틸-2-부탄온, 1-아세틸-1-(1-메틸에틸술포닐)디아조메탄, 1-디아조-1-(p-톨루엔술포닐)-3,3-디메틸-2-부탄온, 1-디아조-1-벤젠술포닐-3,3-디메틸-2-부탄온, 1-디아조-1-(p-톨루엔술포닐)-3-메틸-2-부탄온, 사이클로헥실-2-디아조-2-(p-톨루엔술포닐)아세테이트, tert-부틸 2-디아조-2-벤젠술포닐아세테이트, 이소프로필-2-디아조-2-메탄술포닐아세테이트, 사이클로헥실 2-디아조-2-벤젠술포닐아세테이트, tert-부틸 2 디아조-2-(p-톨루엔술포닐)아세테이트, 2-니트로벤질 p-톨루엔술포네이트, 2,6-디니트로벤질 p-톨루엔술포네이트, 및 2,4-디니트로벤질 p-트리플루오로메틸벤젠-술포네이트를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
광산 발생제 화합물은 대개 고분자 고형분 중에 약 0.0001중량% 내지 약 20중량%의 함량으로, 바람직하게는 고분자 고형분 중에 약 1중량% 내지 약 10중량%로 포함된다. 바람직한 광산 발생제는 술포늄 염류이다. 광산 발생제는 단독으로 또는 하나 또는 그 이상의 광산 발생제와 혼합하여 사용할 수 있다. 광산 발생제 혼합물 중의 각 광산 발생제의 퍼센트는 전체 광산 발생제 혼합물 중에 약 10% 내지 약 90%의 범위 내이다. 바람직한 광산 발생제 혼합물은 약 2 또는 약 3 광산 발생제를 포함한다. 이러한 혼합물은 동종이거나 이종의 것을 포함할 수 있다. 바람직한 혼합물의 예를 들면, 비스술포닐디아조메탄 화합물, 술포늄 염류 및 이미도술포네이트와 술포늄 염류와의 혼합 및 두 가지 술포늄 염의 혼합을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
이미지 층에 사용할 용매와 그 농도의 선택은 산 분해성 고분자 물질, 광산 발생제 및 코팅 방법에 따른 기능성의 유형에 따라 달라진다. 용매는 불활성이어야 하고, 포토레지스트에 있는 모든 성분을 용해하지 않아야 하고, 또한 코팅 후 건조시키자 마자 다시 제거될 수 있어야 한다. 포토레지스트 조성물에 적합한 용매는 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 2- 헵타논, 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 2-메톡시-1-프로필렌 아세테이트, 2-에톡시에틸 아세테이트, 1-메톡시-2-프로필 아세테이트, 1,2-디메톡시 에탄, 에틸 아세테이트, 셀로솔브(cellosolve) 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 메틸 피루베이트, 에틸 피루베이트, 메틸 3-메톡시 프로피오네이트, 에틸 3-메톡시프로피오네이트, N-메틸-2-피롤리돈, 1,4-디옥산, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 및 그와 동종의 것들, 또는 이들의 혼합물과 같은 케톤류, 에테르류 및 에스테르류를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
이미지층은 염기성 첨가제를 더 포함할 수 있다. 염기성 첨가제는 화학선으로 조사되기 전에 포토레지스트에 존재하는 프로톤을 제거하는 것을 목적으로 한다. 염기는 의도하지 않은 산에 의해서 산 분해성 기에 대한 공격과 분열을 방지하여 레지스트의 기능과 안정성을 향상시킨다. 조성물의 염기 함량 퍼센트는 광산 발생제보다 현저히 낮아야 하는데 이는 염기가 포토레지스트 조성물이 조사된 후 산 분해성 기가 분열하는 것을 방해하는 것이 바람직하지 않기 때문이다. 염기성 화합물이 첨가될 경우 바람직한 함량 범위는 광산 발생제 화합물에 대해서 약 3중량% 내지 약 50중량%이다. 유용한 염기의 예를 들면, 알킬 아민류, 사이클릭 아민류, 또는 하이드록시 이온의 염류를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 염기성 첨가제의 적합한 예를 들면 2-메틸이미다졸, 트리이소프로필아민, 4-디메틸아미노피리딘, 4,4'-디아미노디페닐 에테르, 2,4,5-트리페닐이미다졸, 테트라부틸 암모늄 하이드록사이드 및 1,5-디아조비사이클로[4.3.0]논-5-엔을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 사용할 수 있는 기판 상의 하부층은 바람직하기로는 유기 필름 캐스트(cast)이다. 일반적으로 하부층의 특성은 용매에 대한 우수한 용해도, 우수한 필름 형성 특성, 이미지층에 대한 접착성을 갖고 이미지층을 형성할 때 이미지층과 내부 혼합이 일어나지 않을 것을 포함한다. 우수한 용매 용해도는 제품의 저장성과 기판 가장자리에서 물질의 제거(에지 비드 리무벌, edge bead removal)에 유용하다. 일반적으로 우수한 용매 용해도와 내부 혼합 특성을 동시에 얻는 것은 곤란하다. 내부 혼합에 대한 문제를 피하기 위해서 종종 자외선을 적용해서 또는 열을 적용해서 하부층을 가교시킨다. 바람직한 실시예에서, 모노머의 구조 및 조성물의 조정으로 굴절률과 흡광도를 특정 노광 파장에 최적화한다. 적합한 언더코팅의 예를 들면, 디아조나프토퀴논/노볼락 포토레지스트를 고온으로 가열하고 하이드록시스티렌을 포함하는 고분자 물질로 가교시켜서 제조하는 것을 포함한다. 언더코팅의 적합한 예는 미국 특허 제6,323,287호, 제6,054,248호, 제5,985,524호, 제6,610,808호, 유럽 특허 EP1048980호 , EP1172695호 및 미국 공개 특허 출원 제2002/0028409호에 개시되어 있으며 본 명세서에서 참조로서 언급된다.
하부층은 대개 자동 웨이퍼 핸들러로 코팅 트랙 장치에서 스핀 코팅 또는 스프레이 코팅으로 적용된다. 웨이퍼가 스핀(정적)하기 시작 전에 또는 약 100rpm 내지 약 1000rpm(동적 적용)의 스핀 속도로 천천히 회전하는 동안 약 0.5㎖ 내지 약 5㎖ 하부층을 적용한다. 그 다음, 웨이퍼 크기와 요구하는 하부층 필름 두께에 따라서 약 1000rpm 내지 약 5000rpm의 최종 스핀 속도로 기판을 가속시킨다. 두께는 특정 적용에 따르지만 대개 약 150nm 내지 약 2 마이크론의 범위 이내이다. 이 최종 스핀은 필름을 부분적으로 건조시키기에 충분할 정도로 길다. 대개 스핀 시간은 약 20초 내지 약 40초이다. 가교성 하부층의 경우에는 약 100℃ 내지 약 300의 온도에서 핫 플레이트 트랙에서 더 건조하고 경화할 수 있다. 또는, 하부층을 오븐에서 열전달해서 또는 마이크로파 오븐에서 적외선 경화해서 건조시킬 수 있다. 이렇게 해서 그 다음 공정을 위해 기판/하부층 스택을 준비한다.
기판에 코팅된 하부층을 냉각한 후, 이와 유사한 방법을 이미지층에 적용한다. 보통 이미지층을 건조하기 위한 가열 조건은 약 90℃ 내지 약 150 ℃의 온도의 핫 플레이트에서 약 30초 내지 약 120초 동안 가열하는 것이다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 공지되어 있는 그 외 종래의 건조 수단을 사용할 수 있다. 이는 그 후 방법을 위해서 기판/하부층/이미지층 스택을 준비한다.
기판/하부층/이미지층 스택을 잠상(imagewise)으로 노광한다. "잠상" 노광이란 용어는 예정된 패턴을 함유하는 포토마스크를 통한 노광, 코팅 기판의 표면 전체에 행해지는 컴퓨터 조절 레이저 빔을 이용한 노광, 컴퓨터 조절 전자빔을 이용한 노광, 및 대응하는 마스크를 통해서 X선 또는 UV선을 이용한 노광을 모두 포함한다.
사용될 수 있는 방사선원은 광산 발생제가 반응하는 방사선을 방출하는 모든 광원이다. 예를 들면, 고압 수은 램프, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저, 전자빔 및 x-선 광원을 포함한다. 방사선은 약 248nm 또는 그 미만인 것이 바람직하다.
노광 후, 이미지층을 가열 및 현상 단계에 동시에 적용한다. "노광 후 가열"이라고 알려져 있는 이 가열 처리로 노광으로 발생된 산으로 고분자 수지 중의 산 분해성 기의 거의 실제로 완전한 반응을 얻는다. 이 노광 후 가열의 기간과 온도의 제한은 광범위하며 고분자 수지의 작용기, 광산 발생제의 종류 및 이 두 가지 성분의 농도에 주로 의존한다. 노광된 레지스트는 대개 약 50℃ 내지 약 150℃의 온도에서 수초 내지 수분 동안 적용된다. 바람직한 노광 후 가열는 약 80℃ 내지 약 130℃에서 약 5초 내지 약 300초 동안 적용된다.
잠상 노광 및 그 물질의 가열 처리 후, 포토레지스트의 노광 영역을 현상제로 용해시켜서 제거한다. 포토레지스트의 종류에 따라서, 특히 고분자 수지의 특성이나 발생되는 광분해성 물질에 따라서 특정 현상제를 선택한다. 현상제는 첨가되는 유기 용매나 그 혼합물을 기본으로 하는 수성 용액을 포함한다. 특히 바람직한 현상제는 수성 알칼리 용액이다. 이는 예를 들면, 알칼리 금속 실리케이트, 포스페이트, 하이드록사이드 및 카보네이트를 포함하지만, 특히 테트라 알킬암모늄 하이드록사이드가 바람직하고, 더 바람직하게는 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH)이다. 바람직하기로는, 비교적 소량의 습윤제 및/또는 유기 용매를 이 용액에 첨가할 수 있다.
장치의 제조에서 수정을 요하는 다양한 문제가 발생한다. 이런 문제의 예를 들면, 이미지층의 두께가 부정확하거나, 라인이나 트렌치의 치수가 부정확한 것을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 경우, 이미지층을 제거하고 이미지를 만드는 과정을 반복해야 한다. 바람직하게는 하부층 두께의 손실, 하부층과 코팅된 최종 이미지층 사이의 접착성의 손실, 하부층의 표면 에너지나 반사율 또는 이미지층의 변화가 별로 일어나지 않도록 수행한다. 또한, 제조 방법 중에 문제들이 발생하는 것에 따라서, 이미지층을 방사선에 노광(및 현상)하지 않거나 노광할 수 있다. 이미지층을 노광할지 안할지가 이미지층을 제거하는 데 사용되는 용매 또는 혼합 용매를 결정한다. 그럼에도 이러한 점에서 이미지층 용매를 최적화하여야 한다.
본 발명에 따른 방법에서는 이미지층 제거 용매를 이미지층에 접촉시켜서 이미지층을 제거하는데, 이미지층 제거 용매는 글리콜 에테르류, 케톤류, 에스테르류, 락테이트류, 디메틸술폭사이드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 메틸 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 테트라하이드로피란, 에틸 테트라하이드로피란-4-아세테이트, 메틸 테트라하이드로피란-4-메탄올, 테트라하이드로피란-4-온, n-부틸 아세테이트, 및 n-아밀 아세테이트로 구성된 그룹 중에서 선택된 용매를 적어도 하나 포함한다. 제거는 이미지층 코팅 단계에 후속하는 어떤 단계에서라도 플라즈마 에칭 단계 이전에 행할 수 있다. 적합한 용매 또는 이들의 혼합물은 실온에서 액상이어야 하고, 각각 약 250℃이하의 끓는점을 갖는 것이 바람직하다. 바람직한 이미지층 제거 용매 또는 이들의 혼합물은 하부층을 거의 용해하지 않으면서 이미지층을 용해시켜야 한다. 하부층을 에칭 마스크로 사용할 때는 재가공으로 인한 하부층의 손실이 원 하부층 두께의 10% 미만인 것이 바람직하다.
적합한 글리콜 에테르 용매는 프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르(PGME), 및프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 에틸렌 글리콜 모노 메틸 에테르 아세테이트(EGMEA), 프로필렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트(PGEEA), 및 프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르 프로피오네이트(메소테이트, Methotate)와 같은 다양한 글리콜 에테르를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
글리콜 에테르 에스테르 용매가 아닌 적합한 에스테르 용매는 에톡시 에틸 프로피오네이트, n-부틸 아세테이트, n-아밀 아세테이트, 에틸 테트라하이드로피란-4-아세테이트, 및 락테이트 에스테르를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 그 외 적합한 에스테르 용매는 메틸 락테이트, 에틸 락테이트, 프로필 락테이트, 부틸 락테이트, 및 2-에틸헥실 락테이트를 포함하는 락테이트 용매가 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
적합한 케톤 용매는 아세톤, 메틸 프로필 케톤(MPK), 2-헵타논, 사이클로헥사논, 사이클로펜타논, 메틸 이소부틸 케톤(MIBK), 메틸 이소프로필 케톤(MIPK), 및 메틸 에틸 케톤(MEK)을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
이미지층 제거 용매는 단일 용매 또는 둘 또는 그 이상의 적합한 용매의 혼합물이 가능하고 특정 이미지층, 하부층 조성물 및 방법에 따라서 조절가능하다. 혼합물에서 적합한 용매의 상대적인 농도는 약 1% 내지 99%의 범위가 될 수 있다.
바람직한 이미지층 제거 용매는 케톤류, 에스테르류, 2-헵타논, 메틸 프로필 케톤, PGME, PGMEA, 에틸 락테이트, 사이클로헥사논, n-부틸 아세테이트, 테트라하이드로퓨란, 메틸 테트라하이드로퓨란, 글리콜 모노 에테르류, 및 하나 또는 그 이상의 다른 용매와 케톤이나 에스테르 또는 글리콜 모노 에테르 용매와의 혼합물을 포함한다.
더 바람직한 이미지층 제거 용매는 2-헵타논, 사이클로헥사논, n-부틸 아세테이트, PGME, PGMEA, 케톤을 이미지층 제거 용매의 50%보다 많이 포함하는 케톤 혼합물, 글리콜 모노 에테르 용매를 이미지층 제거 용매의 50%보다 많이 포함하는 글리콜 모노 에테르 용매, 및 케톤류, 글리콜 모노 에테르류, 및 글리콜 모노에스테르에스테르류의 3원 혼합물 또는 그 이상의 혼합물을 포함한다.
가장 바람직한 이미지층 제거 용매는 2-헵타논, 사이클로헥사논, n-부틸 아세테이트, PGME, PGMEA, 케톤(70%-90%)과 락테이트(10%-30%)를 포함하는 혼합 용매, 글리콜 모노에테르(70%-95%)와 락테이트(5%-30%)를 포함하는 용매 혼합물, 50%-70% 글리콜 모노에테르, 1%-20% 케톤, 및 5%-35% 글리콜 모노에테르 에스테르를 포함하는 혼합 용매를 포함한다.
임의의 적합한 방법을 사용해서 이미지층 제거 용매를 이미지층에 접촉시킬 수 있다. 접촉시키는 방법은 예를 들면, 이미지층 제거 용매가 들어 있는 용기에 기판/하부층/이미지층 스택을 침지시켜서 접촉시킬 수 있다. 접촉 중에 기판/하부층/이미지층 스택 또는 이미지층 제거 용매를 교반시키거나 또는 정지한 채로 둘 수 있다. 또 다른 실시예에서, 기판/하부층/이미지층 스택을 반도체 트랙 상에 얹어 두거나 또는 반도체 트랙 상의 척(chuck)에 결합시킬 수 있다. 기판/하부층/이미지층 스택을 바닥과 평행하게, 수직으로 또는 임의의 각도로 배향시킬 수 있다. 기판/하부층/이미지층 스택에 임의의 방법으로 용매를 적용할 수 있다. 적합한 방법은 기판/하부층/이미지층 스택으로 용매를 주입하거나, 스트리밍하거나, 또는 스프레이하는 것을 포함한다. 기판/하부층/이미지층 스택을 척 상에 회전시키거나 또는 정지한 채로 둘 수 있다.
이미지층 제거 용매로 이미지층을 용해하는데 필요한 시간 동안에 이미지층 제거 용매를 이미지층에 접촉시켜야 한다. 적합한 시간은 약 10초 내지 약 20분의 범위를 포함한다. 바람직한 접촉 시간은 약 30초 내지 약 5분이며 이는 사용되는 접촉 방법에 따라 달라진다. 접촉 시간 동안 하부층의 특성이 변화하지 않고 또한 이미지층 제거 용매가 액상으로 유지되는 범위 내에서 이미지층 제거 용매가 임의의 온도인 채로 둘 수 있다. 바람직한 온도는 실온 또는 약 18℃ 내지 약 25℃이다. 접촉 시간 동안에 기판/하부층/이미지층 스택의 이미지층을 이미지층 제거 용매와 접촉시키거나 또는 완전히 침지시킨다. 일 실시예로, 용액기 환경에서 이미지층 제거 용매를 완전히 침지할 수 있을 정도의 양으로 제공한다. 또 다른 실시예에서, 반도체 트랙 적용에서 이미지층 제거 용매의 양은 용매 적용시간의 존속과 투여율에 따라 달라진다. 일반적으로, 투여 부피는 약 20㎖ 내지 약 100㎖이다.
이미지층 제거 용매를 이미지층에 접촉시키고 이어서, 용해된 이미지층을 함유하는 이미지층 제거 용매를 결과물인 기판/하부층 스택에서 제거해야만 한다. 이는 임의의 적합한 방법 또는 방법들의 조합으로 수행할 수 있다. 적합한 제거 방법은 젖은 기판/하부층 스택을 약 1000rpm 내지 약 5000rpm으로 약 10초 내지 약 120초 동안 회전시키는 방법을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 용해된 이미지층을 함유하는 이미지층 제거 용매를 추가적인 이미지층 제거 용매의 세정액으로 제거할 수 있다. 이는 상술한 이미지층 제거 용매 접촉 방법 중 임의의 방법에 의해 행해질 수 있다. 제 3 실시예에서, 용해된 이미지층을 함유하는 이미지층 제거 용매는 물로 세정하여 제거할 수 있다. 제 4 실시예에서, 용해된 이미지층을 함유하는 이미지층 제거 용매를 회전시켜서 제거한 후에, 용매 또는 물 세정을 적용할 수 있다. 이는 덤프(dump) 세정 용액기에서 행할 수 있다. 1 내지 5번 연속적으로 리필(refill)해서 용액기에서 물이나 용매를 유출시킨다. 충분한 물 또는 용매로 기판/하부층 스택을 완전히 침지시켜야 한다. 또는 상술한 이미지층 제거 용매 접촉 방법 중 임의의 것을 사용할 수 있다.
이미지층을 함유하는 이미지층 제거 용매의 제거에 이어서, 잔여 용매나 물을 제거해야만 한다. 적합한 방법은 스핀 건조(spin drying), 주변 공기 건조(ambient air drying), 오븐 가열, 핫 플레이트 가열, 적외선 가열, 및 공기 또는 질소와 같은 가스를 물 표면으로 흘려주는 것을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 적합한 방법을 조합하여 사용할 수 있다. 열을 사용하는 경우, 기판/하부층 스택의 하부층이 열적으로 변경되지 않도록 주의해야만 한다. 사용되는 온도는 보통 물이나 이미지층 제거 용매의 끓는점과 기판/하부층/이미지층 스택에서 사용된 하부층의 경화 온도 사이이다. 바람직한 온도는 약 100℃ 내지 약 205℃이다.
냉각 후, 상술한 방법을 사용해서 기판/하부층 스택에 이미지층을 재코팅할 준비를 한다. 본 발명의 방법은 이미지를 만드는 공정에서 바람직한 결과를 얻을 때까지 복수 회 반복할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 제 2 실시예에서 설명된 방법에 의해서 제조된 기판/하부층/이미지층 스택을 포함하는 코팅 기판을 계획할 수 있다.
본 발명은 다음의 실시예로서 상술하지만 이에 한정되는 것은 아니고, 실시예에서 사용되는 중량부나 퍼센트는 특별한 언급이 없는 한 중량에 대한 것이다.
일반 공정 1
기판/하부층/이미지층 제조:
1. 스핀 코팅으로 8" 실리콘 웨이퍼(기판) 상에 하부층을 적용하고, 캐스팅(casting) 용매를 증발시키기 위해서 근접 가열(proximity bake)하고 DNS 80 코팅 트랙에서 약 70초 동안 205℃에서 하부층을 열적 가교시켰다. 아치 케미컬사(Arch Chemicals, Inc.)로 부터 상업적으로 이용할 수 있는 TIS 248UL-01-50을 하부층으로 사용하였다. 가열 후 코팅 두께가 5000Å이 되도록 스핀 속도를 조절하였다. DNS 80 상의 근접 간격(proximity gap)은 0.15mm였다.
2. 스핀 코팅으로 기판/하부층 스택 상에 이미지층을 적용하고, DNS 80 코팅 트랙에서 90초 동안 135℃에서 근접 소프트 가열하였다. 아치 케미컬사(Arch Chemicals, Inc.)로부터 상업적으로 이용할 수 있는 TIS 248IL-01-23을 이미지층으로 사용하였다. 가열 후 코팅 두께가 2350Å이 되도록 스핀속도를 조절하였다. DNS 80 상의 근접 간격(proximity gap)은 0.15mm였다.
3. 개구수가 0.65인 2/3 환상의 광원을 사용하는 캐논 EX6 스텝퍼 상에 포커스 노광 어레이를 248nm 방사선으로 해서 기판/하부층 이미지층 스택에 패턴을 형성하도록 노광시켰다. 수치 범위가 500nm 내지 1250nm의 범위인 이퀄 라인/스페이스(equal line/space) 테스트 패턴을 함유하는 다크 필드 마스크(dark field mask)를 통해서 노광하였다. 스텝퍼에서 5회 렌즈 축소를 한 후 웨이퍼 플래인은 100nm 내지 250nm의 이미지를 초래한다.
4. 노광된 기판/하부층 이미지층을 DNS 80 현상 트랙에서 근접 핫 플레이트 상에서 약 90초 동안 125℃에서 노광 후 가열(PEB)하였다. DNS 80 핫 플레이트의 근접 간격은 0.15mm였다.
5. OPD 262(아치 케미컬사로 부터 상업적으로 이용가능한 TMAH형의 현상제)를 사용하여 18℃로 조절된 온도에서 7초 스트림/58초 퍼들(puddle) 현상 방법으로 기판/하부층/이미지층 스택의 노광 영역의 이미지층을 제거하였다. DNS 80 현상 트랙에서 현상하였다.
재가공 공정 A, B, 또는 C를 이용하는 실시예
재가공 공정 A - 일련의 방법
1. 이미지층 제거 용매 약 1갤런을 함유하는 비커에 이미지층의 노광되지 않은 영역을 실온(21℃)에서 5분 동안 침지시켜서 기판/하부층/이미지층 스택에서 제거하였다. 한 번에 하나 또는 두 개의 기판을 웨이퍼 보트에 두고 기판을 완전히 수평으로 침지시켰다. 그러나 보트는 완전히 침지시키지 않고 적당한 교반을 주면서 1분당 약 30회 정도로 손으로 위아래로 약 1인치씩 움직였다.
2. 1단계에 따른 기판/하부층 스택을 포함하는 웨이퍼 보트를 플라스틱 디자인(Plastic Design)의 덤프 세정 스테이션으로 연속적으로 이동시켰다. 그 다음, 이를 덤프 세정 3 사이클을 시행하였다. 덤프 세정은 탈이온수 중에 웨이퍼 보트를 전부 침지시키는 단계, 1분 미만으로 신속하게 용액기 풋팅(footing)을 배수시키는 단계, 및 용액기 최상부로 탈이온수를 분사하여 용액기를 리필하는 단계를 포함한다. 이 충전 방법에서 웨이퍼 보트 상부로 탈이온수를 분사하여 기판이 건조해지지 않도록 한다.
3. 2단계에 따른 기판/하부층 스택을 세미툴(Semitool) 스핀 세정 건조기로 넣고 2분동안 500rpm으로 회전하는 동안 탈이온수로 다시 세정하고 3.25분 동안 1500rpm으로 회전하는 동안 가열된 질소를 흘려 주면서 건조시켰다.
4. 3단계에 따른 기판/하부층 스택을 DNS 80 코팅 트랙에서 근접 핫 플레이트 모듈로 탈수 가열로 잔재하는 물을 제거하였다. 핫 플레이트 조건은 실시예에서 서술된 바와 같다. DNS 80 핫 플레이트상의 근접 격차는 0.15 mm였다.
5. 그 다음 기판/하부층 스택을 재이미지하는 데 사용하였다.
재가공 공정 B - 단일 웨이퍼 모드
1. 기판의 중심부로 초당 2㎖의 비율로 이미지층 제거 용매 약 50㎖ 를 흘려 주면서 1500rpm으로 척에서 기판을 수평으로 회전시켜서 기판/하부층 이미지층 스택에서 이미지층의 비노광 영역을 제거하였다. DNS 80 트랙의 코팅 척을 이 목적으로 사용하였다.
2. 1단계에 따른 기판/하부층 스택을 20초 동안 3000rpm으로 척에서 기판을 스핀시켜서 건조시켰다.
3. 그 다음 기판/하부층 스택을 재이미지하는 데 사용하였다.
재가공 공정 C - 일련의 공정, 재가공 공정 A와 유사
1. 한번에 기판/하부층/이미지층 스택을 수직으로 침지시키기에 충분한 이미지층 제거 용매를 함유하는 비커에 실온(21℃)에서 총 2분 동안 기판/하부층/이미지층 스택을 침지시켜서 이미지층의 비노광 영역을 제거하였다. 기판/하부층/이미지층 스택을 10초 동안 완전히 침지시키고 그 다음 기판/하부층/이미지층 스택을 수직하게 위로 올려서 이미지층 제거 용매로부터 완전히 제거한 다음 1-2초 내에 이미지층 제거 용매로 다시 침지시켰다. 이미지층 제거 잔여 시간 동안 기판/하부층/이미지층 스택의 작은 수평 및 수직 이동으로 기판/하부층/이미지층을 완만하게 교반시켰다. 이미지층의 대부분이 최초 10초 동안 기판/하부층/이미지층 스택에서 제거되었다.
2. 기판/하부층 스택을 이미지층 제거 용매 용액기에서 빼서 탈이온수를 흘려서 물이 하부층으로 코팅된 기판의 한 면의 대부분에 흘러서 이미지층 제거 용매를 함유하는 이미지층을 2분 동안 세정하도록 하였다.
3. 연속해서, 2단계에 따른 기판/하부층 스택을 물로 씻어낸 기판을 질소를 흘려서 건조시켰다.
4. 3단계에 따른 기판/하부층 스택을 TEL ACT8 코팅 트랙에서 근접 핫 플레이트 모듈로 탈수 가열하여 잔재하는 물을 제거하였다. 핫 플레이트 조건은 다양하며 실시예에서 서술한 바와 같다. TEL ACT8 플레이트 상의 근접 격차는 0.10mm였다.
5. 그 다음, 기판/하부층 스택을 재이미지하는 데 사용하였다.
재이미지
1. 기판 공정의 2-5 단계에 서술된 바 대로 재가공 방법에서 기판/하부층 스택을 이미지하였다.
검사
1. 이미지가 밀집한 트렌치를 통해서 기판을 주의 깊게 쪼개고, 금으로 스퍼터링 코팅하고, 전계 방출 주사 현미경(FE-SEM)으로 관찰하였다. 선형 프로파일 품질을 측정할 SEM의 단면도를 얻었다. 트렌치 폭을 측정하여 스텝퍼 감소 후 마스크 트렌치 폭과 비교하였다.
비교예 1
비교예 1는 재가공 사이클을 실행하지 않는 기판/하부층/이미지층 스택의 리소그래피 행태를 살펴보는 것이다. 따라서, 기판/하부층/이미지층 제조 및 일반 공정 1의 검사 단계만 수행한다.
실시예 1-8
실시예 1-8은 일반 공정 1로 다양한 이미지층 제거 용매로 재가공 방법을 하는 것을 설명하고 있다. 이 실시예에서 90초 동안 100의 탈수 가열를 하는 재가공 방법 A를 수행한다.
사용된 이미지층 제거 용매와 결과
실시예 번호 용매 용매 율[무게%] 140nm 트렌치의 *△CD(1:1)[%] 프로파일
비교예 1 없음 N/A 0% 사각형 위, 스커밍 없음
1 PGME/PGMEA/MPK 69.5/29.5/1.0 +0.7% 사각형 위, 스커밍 없음
2 PGME/EL 90/10 +2.1% 사각형 위, 스커밍 없음
3 PGME/MPK 99/1 +18% 풋팅(footing), 스커밍 있슴
4 PGMEA 100 +12% 풋팅(footing), 스커밍 있슴
5 사이클로헥사논 100 +1.8% 사각형 위, 스커밍 없음
6 테트라하이드로퓨란 100 +4.0% 사각형 위, 스커밍 없음
7 n-부틸 아세테이트 100 +3.8% 사각형 위, 스커밍 없음
8 PGMEA/DMSO 70/30 +4.0% 사각형 위, 스커밍 없음
* 비교예 1과의 트렌치 폭의 차이
이 결과는 재가공 후의 리소그래피가 다양한 이미지층 제거 용매에 의해서 다양하게 영향을 받는다는 것을 나타낸다.
실시예 9
이 실시예는 물 세정이나 탈수 가열 없이 반도체 제조 공장에서 쉽게 사용 가능한 트랙 장치상의 단일 웨이퍼 모드에서의 재가공 공정을 설명하고 있다.
이미지층 제거 용매로 PGMEA를 사용하는 일반 공정 1 후에 재가공 공정 B를 실행하였다. 이 방법은 비교예 1과 유사한 재가공 공정을 초래하여 스커밍이나 풋팅(footing)이 없었다. 그러나, 공정 중에 노이즈가 발생하였고 모든 웨이퍼가 스커밍이 없는 것은 아니었다. 재가공 후에 트렌치 폭이 140nm인 트렌치는 재가공(비교예 1)전에 트렌치 폭의 3% 이내 였다.
실시예 10
이 실시예는 높은 탈수 가열 온도에서 재가공 공정을 실시한다.
이미지층 제거 용매로 PGMEA를 사용해서 일반 공정 1을 실시하고 그 후에 재가공 공정 A를 실시하였다. 205℃에서 70초 탈수 가열을 시행하였다. 탈수 가열 조건은 하부층에 대한 경화 조건과 동일한 것으로 선택하였다.
재가공 후에 허용 가능한 프로파일을 관찰하였고 비교예 1과 트렌치 폭의 차이는 -0.7%였다. 이는 비교적 높은 탈수 가열 온도가 일부 용매보다 더 바람직하다는 것을 나타낸다(실시예 4와 비교).
실시예 11-15
이 실시예들은 이미지층 재가공 공정에 대한 다양한 단일 성분 용매 시스템을 실험하는 것이다.
재가공 공정 A와 일반 공정 1을 실시한 후에 205℃에서 70초 탈수 가열하였다. 이 실시예들에서 재가공 후에 트렌치 폭에 더해서 이미지층 제거 단계에서 용매로 인한 하부층 두께 손실이 측정되었다.
단일 용매 이미지층 제거
실시예 번호 용매 140nm 트렌치의 *△CD(1:1)[%] 하부층 두께 손실[Å] 140nm 선형 프로파일
11 에틸 락테이트 -13.5% 16 사각형 위, 경사
12 DMSO 선명치 않음 23 사각형 위,풋팅(150nm 라인)
13 2-헵타논 0% 21 사각형 위, 스커밍 없음
14 MPK 9% 82 사각형 위, 스커밍 없음
15 PGMEA 0% 18 사각형 위, 스커밍 없음
* 비교예 1과의 트렌치 폭의 차이
도 1은 시험한 모든 용매가 150nm와 같거나 긴 트렌치 폭을 갖는 트렌치를 재가공하는데 유용하다는 것을 보이고 있다. 150nm이하 외형을 재가공할 때는 2-헵타논과 PGMEA가 바람직하다.
비교예 2
이 비교예는 재가공 사이클 없이 진행하는 기판/하부층/이미지층의 리소그래피 행태를 실험하는 것이다. 이 비교예는 다소 두꺼운 하부층과 이미지층 코팅을 채용한다.
하부층을 5500Å의 필름 두께로 코팅하는 것을 제외하고는 일반 공정 1에 따라 기판 제조를 시행하였다. 105초 동안 205℃에서 하부층을 경화시켰다. 이미지층의 코팅 두께는 3000Å이었다. TEL ACT8 코팅 트랙 상에서 모든 코팅과 현상 방법을 실행하였다. 이 트랙 상의 모든 가열 작업은 0.10mm 근접 격차를 채용하였다. 개구수 0.63 및 시그마 0.5인 일반 광원을 갖는 ASM-L 5500/750 스텝퍼로 248nm 노광을 하였다. 이 스텝퍼는 4회의 렌즈 축소를 갖추고 있었다.
200nm의 밀집한 트렌치에 대한 최적 포커스 및 노광 에너지 조건에서 외측 벽 각을 JEOL JFM-640 1F SEM의 단면도상에서 결정하였다.
또한, 노광 에너지 및 초점 위치의 범위에 대한 200nm 고립 및 밀집한 트렌치에 대한 이미지 치수를 결정하기 위해서 히타치 9200 SEM상에서 이미지층 상하 분석을 행하였다.
실시예 16-18
이 실시예들은 248nm 이중층 이미지층 재가공 후 200nm 트렌치 이미지 품질의 탈수 가열 온도의 영향을 관찰하는 것이었다. 69.5wt% PGME, 29.5wt% PGMEA 및 1wt% MPK의 혼합물을 이미지층 제거 용매로 사용하였다.
그 다음, 일반 공정 1에서 재가공 공정 C로 기판/하부층/이미지층 스택의 이미지층을 제거하고 검사 전에 재이미지한 다음, 이미지층 코팅 단계로 기판/하부층/이미지층 스택 제조를 시작하는 것을 제외하고는 비교예 2에서 설시한 바와 같이 방법을 수행하였다.
이미지 측벽 분석의 탈수 가열 온도의 영향
실시예 번호 탈수 가열 조건 200nm 트렌치 프로파일율(1)
비교예 2 없음 ****
16 105℃에서 90초 **
17 150℃에서 90초 ***
18 180℃에서 90초 ****
(1)밀집한 140nm 트렌치의 측벽각 프로파일율. *****은 90°와 같다.
사용된 용매의 끓는점 이상으로 탈수 가열 온도를 상승시켜서 재이미지 구조의 측벽 프로파일을 개선시켰다.
실시예 19
이 실시예는 248nm 이중층 시스템에 대한 다중 재가공 작업 후 리소그래피의 행태를 관찰하는 것이었다. 69.5wt% PGME, 29.5wt% PGMEA, 및1wt% MPK의 혼합물을 이미지층 제거 용매로 사용하였다.
90초 동안 180℃ 에서 핫 플레이트 가열의 탈수 가열 방법을 사용해서 이미지를 실시예 12-14와 동일한 방법으로 생성하였다.
200nm 트렌치의 밀집한 및 고립된 목적 외형 크기가 180nm 및 220nm 의 범위 내에서 실제 이미지 사이즈를 초래하는 반면 이미지 생성 방법에서 허용될 수 있는 노광퍼센트 초과 또는 이하로서 중복 노광 허용도(EL)를 정의하였다. 유사하게, 이미지층에서 탈초점 범위가 180nm 내지 220nm 의 고립되고 밀접한 트렌치를 초래하도록 하는 것을 중복 초점 범위로 정의한다. 이미지층에서 180nm 내지 220nm 의 고립되고 밀접한 트렌치를 초래하도록 하는 초점/노광 그래프상의 영역을 중복 방법 윈도로 정의한다.
재가공, 재이미지, 및 검사를 총 3회 실시한다.
복수 재가공 작업 후 중복 초점/노광 윈도
재가공 회수 중복 EL 중복 DOF
비교예 2(재가공 없음) 10% 0.46㎛
1회 10% 0.40㎛
2회 10% 0.43㎛
3회 10% 0.51㎛
비교예 2와 유사한 중복 방법 윈도를 각 방법 단계 후에 발견할 수 있었다(표 4 참조).
비교예 3
이 실시예는 재가공 사이클을 거치지 않고 기판/하부층/이미지층 스택의 리소그래피 행태를 관찰하는 것이다. 이 실시예는 이미지층을 이미지하기 위해서 193nm 노광 파장을 사용한다.
이 실시예에서 사용된 하부층을 TIS 193UL-51-50으로 하고 경화 후 필름 두께가 4000Å이 되도록 코팅하는 것을 제외하고는 일반 공정 1에 따라 기판을 제조하였다. 105초 동안 205℃에서 하부층을 경화시켰다. 이 실시예에서 사용된 이미지층은 TIS 193IL-51-23이고 가열 후 필름 두께는 2350Å이 되도록 코팅하였다. 모든 코팅과 현상 방법을 TEL ACT8 코팅 트랙에서 수행하였다. 이 트랙 상의 모든 가열 작업은 0.10mm 근접 간격을 채용하였다. 개구수 0.63이고 시그마 0.5인 일반 광원을 갖는 AM-L 5500/950 스텝퍼로 브라이트 필드 마스크에 대하여 193nm 노광하였다. 이 스텝퍼는 4 × 렌즈 축소로 구비되어 있었다.
150nm 밀집한 라인/스페이스 쌍에 대한 최적 초점 및 노광 에너지 조건에서 외형 측벽각을 JEOL JFM-6410F SEM 단면도에서 결정하였다.
또한, 노광 에너지 및 초점 위치의 범위에 대한 150nm 고립 및 밀집한 라인/스페이스 쌍에 대한 이미지 치수를 결정하기 위해서 히타치 9200 SEM 상에서 이미지층 상하 분석을 행하였다. 이 결과에 대해서 표 5를 참조하라.
실시예 20-22
이 실시예들은 193nm 이중층 이미지층 재가공 후에 동등한 라인/스페이스 이미지 품질상에 탈수 가열 온도의 영향을 관찰하려는 것이었다. 69.5wt% PGME, 29.5wt% PGMEA, 및1wt% MPK의 혼합물을 이미지층 제거 용매로서 사용하였다.
기판/하부층/이미지층 스택의 이미지층을 일반 공정 1의 재가공으로 제거하고 기판/하부층/이미지층 스택을 이미지층 코팅 단계로 시작해서 검사 전에 재이미지를 하는 것을 제외하고는 비교예 3에서 기술된 방법을 수행하였다.
실시예 번호 탈수 가열 조건 150nm 선형 프로파일율(1)
비교예 1 없음 ***
20 105℃에서 90초 ***
21 150℃에서 90초 ***
22 180℃에서 90초 ****
(1) 밀집한 140nm 트렌치의 측벽각의 프로파일율. *****은 90°와 같다.
사용된 용매의 끓는점 이상으로 탈수 가열 온도를 상승시켜서 재이미지 구조의 측벽 프로파일을 개선하였다.
실시예 23
이 실시예는 193nm 이중층 시스템에 대한 다중 재가공 작업 후 리소그래피 행태를 관찰하는 것이다. 69.5wt% PGME, 29.5wt% PGMEA, 및 1wt% MPK의 혼합물을 이미지층 제거 용매로 사용하였다.
90초 동안 180℃에서 핫 플레이트 가열의 탈수 가열 과정을 사용해서 실시예16-18과 동일한 방법으로 이미지를 생성하였다.
150nm 라인/스페이스 쌍의 밀집한 및 고립된 표적 외형 사이즈가 실제 이미지 크기가 135nm 및 165nm의 범위 내가 되도록 한 이미지 제조 방법에서 허용될 수 있는 노광 퍼센트의 초과 또는 이하로서 중복 노광 허용도(EL)를 정의하였다. 유사하게, 이미지층에서 탈초점 범위가 135nm 내지 165nm의 고립되고 밀접한 라인/스페이트 쌍을 초래하도록 하는 것을 중복 초점 범위(DOF)로 정의한다. 이미지층에서 135nm 내지 165nm 의 고립되고 밀접한 라인/스페이스 쌍을 초래하도록 하는 초점/노광 그래프상의 영역을 중복 방법 윈도로 정의한다.
재가공, 재이미지, 및 검사를 총 3회 실시한다. 비교예 3과 유사한 중복 방법 윈도를 각 방법 단계 후에 발견하였다(표 6 참조).
다중 재가공 작업 후 중복 초점/노광 윈도
재가공된 회수 중복 노광 허용도(EL) 중복 초점 범위(DOF)
없음 8% 0.033㎛
1회 8% 0.033㎛
2회 8% 0.033㎛
3회 8% 0.31㎛
본 발명에 따른 복수개의 실시예를 나타내고 설명하고 있지만 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 당업자라면 수많은 변화가 동일한 발명이라는 것을 명백히 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에서 나타내고 설명한 상세한 부분에 한정되지 않고 모든 변경과 수정은 첨부된 청구 범위의 범위 내에 있는 것으로 이해될 것이다.

Claims (68)

  1. 기판 스택이 기판, 상기 기판에 인접한 하부층, 및 상기 하부층에 인접하고 실리콘을 함유하는 이미지층을 포함하고,
    (a) 상기 기판 스택에 이미지층 제거 용매를 접촉시키는 단계;
    (b) 상기 이미지층 제거 용매가 글리콜 에테르류, 케톤류, 에스테르류, 락테이트류, 디메틸술폭시드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 메틸 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 테트라하이드로피란, 에틸 테트라하이드로피란-4-아세테이트, 메틸 테트라하이드로피란-4-메탄올, 테트라하이드로피란-4-온, n-부틸 아세테이트, n-아밀 아세테이트, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택되고, 상기 이미지층 제거 용매로 상기 이미지층을 제거하여 기판/하부층 스택을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 이미지층을 제거한 후 상기 기판/하부층 스택에서 상기 이미지층 제거 용매를 제거하는 단계;를 포함하는 기판 스택으로부터 이미지층을 제거하는 재가공 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은 실리콘, 질화물, 산화물, 산질화물(oxynitrides), 실리콘의 무기 유도체, 질화물의 코팅액, 금속, 저 유전상수 유전체의 코팅액, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 저 유전상수 유기 물질, 탄소 첨가 실리콘, 탄소 첨가 산화물, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 재가공 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 하부층은 하나 또는 그 이상의 유기 필름인 재가공 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 이미지층은 화학 증폭 포토레지스트인 재가공 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 스택 상의 상기 이미지층을 방사선에 노광시키지 않은 재가공 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 스택 상의 상기 이미지층을 방사선원 및 현상제에 노출시킨 재가공 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 이미지층 제거 용매는 케톤류, 에스테르류, 2-헵타논, 메틸 프로필 케톤, PGME, PGMEA, 에틸 락테이트, 사이클로헥사논, n-부틸 아세테이트, 테트라하이드로퓨란, 메틸 테트라하이드로퓨란, 글리콜 모노 에테르류, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 재가공 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 이미지층 제거 용매는 2-헵타논, 사이클로헥사논, n-부틸 아세테이트, PGME, PGMEA, 상기 이미지층 제거 용매의 50%보다 케톤을 더 많이 포함하는 케톤 혼합물, 상기 이미지층 제거 용매의 50%보다 글리콜 모노 에테르 용매를 더 많이 포함하는 글리콜 모노 에테르 용매, 케톤, 글리콜 모노 에테르 및 글리콜 모노 에테르 에스테르의 3원 또는 그 이상의 혼합물, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 재가공 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 이미지층 제거 용매는 2-헵타논, 사이클로헥사논, n-부틸 아세테이트, PGME, PGMEA, 약 70% 내지 약 90% 케톤과 약 10% 내지 약 30% 락테이트를 포함하는 용매 혼합물, 약 70% 내지 약 95% 글리콜 모노에테르와 5% 내지 약 30% 락테이트를 포함하는 용매 혼합물, 약 50% 내지 약 70% 글리콜 모노에테르, 약 1 % 내지 약 20% 케톤, 및 약 5% 내지 약 35% 글리콜 모노에테르 에스테르를 포함하는 용매 혼합물, 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 재가공 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 (a)단계의 상기 접촉시키는 단계는 침지, 트랙에 배치, 및 이들의 혼합으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 수단으로 수행하는 재가공 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 접촉시키는 수단은 트랙에 배치하는 것이고 상기 기판 스택은 바닥에 대해서 수평, 수직, 또는 각을 형성하는 것으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 배향을 갖는 재가공 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 이미지층 제거 용매는 스트리밍, 스프레이, 및 이들의 혼합으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 수단으로 적용하는 재가공 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 기판 스택이 상기 트랙에서 회전하고 있고, 상기 트랙에서 정지하고 있고, 및 이들의 혼합인 재가공 방법.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 이미지층 제거 용매를 약 30초 내지 약 5분 동안 상기 이미지층에 접촉시키는 재가공 방법.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 이미지층 제거 용매는 약 18℃ 내지 약 25℃의 온도를 갖는 재가공 방법.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 상기 제거하는 단계는 스핀, 세정, 및 이들의 혼합으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 수단을 포함하는 재가공 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 스핀 수단은 약 10초 내지 약 120초 동안 약 1000rpm 내지 약 5000rpm으로 상기 기판/하부층 스택을 스핀시키는 것을 포함하는 재가공 방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 세정수단은 물 세정, 추가적인 이미지층 제거 용매 세정 또는 이들의 혼합을 포함하는 재가공 방법.
  19. 제 1항에 있어서,
    상기 (c) 단계 후에 잔여 물, 잔여 용매 및 이들의 혼합을 상기 기판/하부층 스택으로부터 제거하는 단계를 더 포함하고, 이 제거는 스핀 건조, 주변 공기 건조, 가열, 상기 스택의 표면으로 가스 유입, 및 이들의 혼합으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 수단인 재가공 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 가열 수단은 오븐 가열, 핫 플레이트 가열, 적외선 가열, 및 이들의 혼합으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 재가공 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 가열을 약 100℃ 내지 205℃의 범위 내의 온도에서 실행하는 재가공 방법.
  22. 기판 스택이 기판, 상기 기판에 인접하는 하부층, 및 상기 하부층에 인접하고 실리콘을 함유하는 이미지층을 포함하고,
    (a) 상기 이미지층 제거 용매가 글리콜 에테르류, 케톤류, 에스테르류, 락테이트류, 디메틸술폭시드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 메틸 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 테트라하이드로피란, 에틸 테트라하이드로피란-4-아세테이트, 메틸 테트라하이드로피란-4-메탄올, 테트라하이드로피란-4-온, n-부틸 아세테이트, n-아밀 아세테이트, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택되고, 상기 이미지층 제거 용매를 상기 기판 스택에 접촉시키는 단계; 및
    (b) 상기 이미지층 제거 용매로 상기 이미지층을 제거하여 기판/하부층 스택을 형성하는 단계;
    (c) 상기 이미지층을 제거한 후 상기 기판/하부층 스택에서 상기 이미지층 제거 용매를 제거하는 단계;
    (d) 신규한 이미지층으로 상기 기판/하부층 스택을 코팅하는 단계;
    (e) 상기 신규한 이미지층을 방사선에 노광시키는 단계; 및
    (f) 상기 이미지층을 현상하는 단계;를 포함하는 기판 스택 상의 이미지층에 있는 하나 또는 그 이상의 결점을 수정하는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 기판은 실리콘, 질화물, 산화물, 산질화물(oxynitrides), 실리콘의 무기 유도체, 질화물의 코팅액, 금속, 저 유전상수 코팅액, 저 유전상수 유기 물질, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 탄소 첨가 산화물, 탄소 첨가 실리콘, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  24. 제 22항에 있어서,
    상기 하부층은 하나 또는 그 이상의 유기 필름인 리소그래피 재가공 방법.
  25. 제 22항에 있어서,
    상기 이미지층은 화학 증폭 포토레지스트인 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  26. 제 22항에 있어서,
    상기 기판 스택 상의 상기 이미지층이 방사선에 노광되지 않은 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  27. 제 22항에 있어서,
    상기 기판 스택 상의 상기 이미지층이 방사선원 및 현상제에 노출된 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  28. 제 22항에 있어서,
    상기 이미지층 제거 용매는 케톤류, 에스테르류, 2-헵타논, 메틸 프로필 케톤, PGME, PGMEA, 에틸 락테이트, 사이클로헥사논, n-부틸 아세테이트, 테트라하이드로퓨란, 메틸 테트라하이드로퓨란, 글리콜 모노 에테르류, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  29. 제 22항에 있어서,
    상기 이미지층 제거 용매는 2-헵타논, 사이클로헥사논, n-부틸 아세테이트, PGME, PGMEA, 이미지층 제거 용매의 50%보다 케톤을 더 많이 포함하는 케톤 혼합물, 이미지층 제거 용매의 50%보다 글리콜 모노 에테르 용매를 더 많이 포함하는 글리콜 모노 에테르 용매, 케톤, 글리콜 모노 에테르 및 글리콜 모노 에테르 에스테르의 3원 또는 그 이상의 혼합물, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  30. 제 22항에 있어서,
    상기 이미지층 제거 용매는 2-헵타논, 사이클로헥사논, n-부틸 아세테이트, PGME, PGMEA, 약 70% 내지 약 90% 케톤과 약 10% 내지 약 30% 락테이트를 포함하는 용매 혼합물, 약 70% 내지 약 95% 글리콜 모노에테르와 5% 내지 약 30% 락테이트를 포함하는 용매 혼합물, 약 50% 내지 약 70% 글리콜 모노에테르, 약 1% 내지 약 20% 케톤, 및 약 5% 내지 약 35% 글리콜 모노에테르 에스테르를 포함하는 용매 혼합물, 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  31. 제 22항에 있어서,
    상기 (a) 단계의 상기 접촉 시키는 단계는 침지, 트랙에 배치, 및 이들의 혼합으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 수단으로 수행하는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  32. 제 31항에 있어서,
    상기 접촉 수단은 트랙에 배치하는 것이고 상기 기판 스택은 바닥에 대해서 평행, 수직, 또는 각을 형성하는 것으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 배향을 갖는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  33. 제 32항에 있어서,
    상기 이미지층 제거 용매는 스트리밍, 스프레이, 및 이들의 혼합으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 수단으로 적용하는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  34. 제 32항에 있어서,
    상기 기판 스택은 상기 트랙 상에서 회전, 상기 트랙 상에서 정지, 및 이들의 혼합인 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  35. 제 22항에 있어서,
    상기 이미지층 제거 용매를 약 30초 내지 약 5분 동안 상기 이미지층에 접촉시키는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  36. 제 22항에 있어서,
    상기 이미지층 제거 용매는 약 18℃ 내지 약 25℃의 범위 이내의 온도를 갖는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  37. 제 22항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 상기 제거시키는 단계는 스핀, 세정 및 이들의 혼합으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 수단을 포함하는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  38. 제 37항에 있어서,
    상기 스핀 수단은 약 10초 내지 약 120초 동안 약 1000rpm 내지 약 5000rpm 으로 상기 기판/하부층 스택을 스핀시키는 것을 포함하는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  39. 제 37항에 있어서,
    상기 세정 수단은 물 세정, 추가적인 이미지층 제거 용매 세정, 및 이들의 혼합을 포함하는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  40. 제 22항에 있어서,
    상기 (c) 단계 후에 잔여 물, 잔여 용매 및 이들의 혼합을 상기 기판/하부층 스택으로부터 제거하는 단계를 더 포함하는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  41. 제 40항에 있어서,
    상기 잔여 물, 잔여 용매, 및 이들의 혼합을 스핀 건조, 주변 공기 건조, 가열, 상기 스택의 표면으로 가스를 유입, 및 이들의 혼합으로 구성된 그룹 중에서 선택된 수단으로 상기 기판/하부층 스택으로부터 제거하는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  42. 제 41항에 있어서,
    상기 가열 수단은 오븐 가열, 핫 플레이트 가열, 적외선 가열, 및 이들의 혼합으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  43. 제 42항에 있어서,
    상기 가열은 약 100℃ 및 205℃의 범위 이내의 온도에서 수행하는 것을 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  44. 제 22항에 있어서,
    상기 신규한 이미지층은 실리콘을 포함하는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  45. 제 22항에 있어서,
    상기 (d) 단계 후에 상기 신규한 이미지층을 가열하는 단계를 더 포함하는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  46. 제 45항에 있어서,
    상기 가열시키는 단계는 약 30초 내지 약 120초의 범위 이내에서 수행하는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  47. 제 45항에 있어서,
    상기 가열 단계는 약 90℃ 내지 약 150℃의 범위 이내의 온도에서 수행하는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  48. 제 22항에 있어서,
    상기 신규한 이미지층이 상기 (e)단계에서 잠상으로 노광된 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  49. 제 22항에 있어서,
    상기 방사선은 고압 수은 램프, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저, 전자빔, x-선 및 이들의 혼합으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 방사선원으로부터 방출되는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  50. 제 22항에 있어서,
    상기 방사선은 약 248nm 또는 그 미만의 파장을 갖는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  51. 제 50항에 있어서,
    상기 방사선은 193nm 또는 248nm의 파장을 갖는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  52. 제 22항에 있어서,
    상기 (e) 단계 후에, 상기 노광된 신규한 이미지층을 가열하는 단계를 더 포함하는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  53. 제 52항에 있어서,
    상기 가열하는 단계는 약 5초 내지 약 300초의 범위에서 수행하는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  54. 제 53항에 있어서,
    상기 가열하는 단계는 약 50℃ 내지 약 150℃의 범위 이내의 온도에서 수행하는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  55. 제 22항에 있어서,
    상기 현상시키는 단계(f)는 수성 알칼리 용액 현상제의 사용을 포함하는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  56. 제 55항에 있어서,
    상기 수성 알칼리 용액 현상제는 알칼리 메탈 실리케이트, 포스페이트, 하이드록사이드, 카보네이트, 테트라 알킬암모늄 하이드록사이드, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH), 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택된 수성 용액을 포함하는 리소그래피 이미지 재가공 방법.
  57. 기판 스택이 기판, 상기 기판에 인접하는 하부층, 및 상기 하부층에 인접하고 실리콘을 함유하는 이미지층을 포함하고,
    (a) 이미지층 제거 용매로 상기 기판 스택을 접촉시키는 단계;
    (b) 상기 이미지층 제거 용매가 글리콜 에테르류, 케톤류, 에스테르류, 락테이트류, 디메틸술폭시드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란(THF), 메틸 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 테트라하이드로피란, 에틸 테트라하이드로피란-4-아세테이트, 메틸 테트라하이드로피란-4-메탄올, 테트라하이드로피란-4-온, n-부틸 아세테이트, n-아밀 아세테이트, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택되고, 상기 이미지층 제거 용매로 상기 이미지층을 제거하여 기판/하부층 스택을 형성하는 단계;
    (c) 상기 이미지층 제거 후 세정 용액으로 상기 기판/하부층 스택으로부터 상기 이미지층 제거 용매를 세정하는 단계; 및
    (d) 상기 세정 용액을 제거하기 위해서 상기 기판/하부층 스택을 가열하는 단계;를 포함하는 기판 스택으로부터 이미지층을 제거하는 재가공 방법.
  58. 제 57항에 있어서,
    상기 기판은 실리콘, 질화물, 산화물, 산질화물(oxynitrides), 실리콘의 무기 유도체, 질화물의 코팅액, 금속, 저 유전상수 유전체 코팅액, 저 유전상수 유기 물질, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 탄소 첨가 산화물, 탄소 첨가 실리콘, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 재가공 방법.
  59. 제 57항에 있어서,
    상기 하부층은 하나 또는 그 이상의 유기 필름인 재가공 방법.
  60. 제 57항에 있어서,
    상기 이미지층은 화학 증폭 포토레지스트인 재가공 방법.
  61. 제 57항에 있어서,
    상기 기판 스택 상의 상기 이미지층은 방사선에 노광되지 않은 재가공 방법.
  62. 제 57항에 있어서,
    상기 기판 스택 상의 상기 이미지층은 방사선원 및 현상제에 노출된 재가공 방법.
  63. 제 57항에 있어서,
    상기 이미지층 제거 용매는 케톤류, 에스테르류, 2-헵타논, 메틸 프로필 케톤, PGME, PGMEA, 에틸 락테이트, 사이클로헥사논, n-부틸 아세테이트, 테트라하이드로퓨란, 메틸 테트라하이드로퓨란, 글리콜 모노 에테르류, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 재가공 방법.
  64. 제 57항에 있어서,
    상기 이미지층 제거 용매는 2-헵타논, 사이클로헥사논, n-부틸 아세테이트, PGME, PGMEA, 이미지층 제거 용매의 50%보다 케톤을 더 많이 포함하는 케톤 혼합물, 이미지층 제거 용매의 50%보다 글리콜 모노 에테르 용매를 더 많이 포함하는 글리콜 모노 에테르 용매, 케톤, 글리콜 모노 에테르 및 글리콜 모노 에테르 에스테르의 3원 또는 그 이상의 혼합물, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹 중에서 선택되는 재가공 방법.
  65. 제 57항에 있어서,
    상기 이미지층 제거 용매는 2-헵타논, 사이클로헥사논, n-부틸 아세테이트, PGME, PGMEA, 약 70% 내지 약 90% 케톤과 약 10% 내지 약 30% 락테이트를 포함하는 용매 혼합물, 약 70% 내지 약 95% 글리콜 모노에테르와 5% 내지 약 30% 락테이트를 포함하는 용매 혼합물, 약 50% 내지 약 70% 글리콜 모노에테르, 약 1 % 내지 약 20% 케톤, 및 약 5% 내지 약 35% 글리콜 모노에테르 에스테르를 포함하는 용매 혼합물, 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 재가공 방법.
  66. 제 57항에 있어서,
    상기 세정하는 단계 (c)는 물, 추가적인 이미지층 제거 용매, 또는 이들의 혼합으로 상기 기판/하부층 스택을 세정하는 단계를 포함하는 재가공 방법.
  67. 제 57항에 있어서,
    상기 가열하는 단계 (d)는 오븐 가열, 핫 플레이트 가열, 적외선 가열, 및 이들의 혼합으로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 가열 수단을 포함하는 재가공 방법.
  68. 제 57항에 있어서,
    상기 가열하는 단계 (d)는 약 100℃ 내지 약 205℃의 범위 이내의 온도에서 수행하는 재가공 방법.
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