KR940002549B1 - 레지스트 조성물과 패턴 형성방법 - Google Patents

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사또시 다께찌
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후지쓰 가부시끼 가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

레지스트 조성물과 패턴 형성방법
제1a도 내지 제1h도는 본 발명에 다른 2층 구조 레지스트 제조과정을 나타내는 횡단면도.
본 발명은 레지스트 조성물 특히 고에너지 방사선 민감 패턴형 레지스트 조성물에 관한 것이다. 이 레지스트 조성물은 특히 2층 구조 레지스트에서 상층 레지스트로 유용하다. 왜냐하면 패턴 노출후 레지스트는 노출되거나 노출되지 않는 영역이 현상액에서 현저하게 증가된 용해도의 차이로 인하여 안정하게 현상될 수 있기 때문이다. 본 발명의 레지스트 조성물은 산소 반응성 이온에칭(O2RIE)에 우수한 저항성을 가진다. 본 발명은 또한 레지스트 조성물을 사용하여 레지스트 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다. 레지스트 조성물과 패턴 형성방법은 집적회로(ICS), 대규모 집접회로(LSIS) 그리고 초규모 집적회로(ULSIS)와 같은 반도체 장치를 제조하는 동안 다층배선 형성방법에 특히 유용하게 활용될 수 있다.
얇은 필름 형성기술과 사진 석판술 또는 전자빔 석판 인쇄술은 미세한 회로 패턴으로 전자회로 장치 제조에 광범위하게 사용되며 실예로 발도체 장치, 자기 버블 메모리 장치 그리고 표면과 필터장치등이며 본 발명의 설명은 배선 패턴 제조에 관한다. 즉 전기적으로 전도층, 절연층, 또는 다른 얇은층이 진공증착 또는 스퍼터링과 같은 종래 물리적 방법, 또는 화학 증기 증착(CVD)과 같은 종래 화학적 방법에 의하여 기판위에 형성된다. 그리고 그런 배선층이 형성된 후, 레지스트는 레지스트층을 형성하기 위하여 스핀-코트된다. 레지스트층은 이때 자외선(UV) 방사선과 같은 방사선에 넓은 패턴에 노출되고 이때 레지스트 패턴을 형성하기 위하여 현상된다. 레지스트 패턴 형성 다음에 마스크로서 레지스트 패턴이 사용될때 기초가 되는 배선층의 습식 에칭 또는 건식 에칭이 되고, 따라서 전도성 미세한 패턴, 절연 미세한 패턴 또는 다른 미세한 패턴이 기판위에 형성된다. 즉 여기서 사용된 "기판"이란 용어는 기판 자체 또는 전기적 전도층, 전기적 절연층 또는 기판위에 형성된 얇은층을 의미한다.
최근 레지스트 패턴에서 1㎛ 보다 더 좁은 최소 패턴폭의 요구를 만족하기 위하여 전자 빔 노출이 레지스트 패턴은 형성하도록 UV 노출 대신에 자주 사용된다. 즉, 전자 빔-민간 레지스트를 코팅한 후 감소한 빔 직경을 가지는 전자 빔이 직접 넓은 패턴 노출을 실시하기 위하여 레지스트에 자세히 탐지된다. EB-노출된 레지스트는 적당한 현상액으로 현상되고 따라서 초미세 레지스트 패턴이 얻게 된다. 즉 전자빔의 파장이 특정 인가전압의 준위에 심하게 좌우될 수 있으나 일반적으로 약 0.1Å이다.
배선 패턴의 상기 설명 형성에 대하여 이것은 일반적으로 단층구조 레지스트위에 수행된다. 그러나 이 구조는 최근 개발된 반도체 장치 제조로서 적당하지는 않다. 왜냐하면 초대규모 집적회로(VLSIS) 또는 ULSIS와 같은 최근 반도체 장치 제조방법에서 회로의 집적도를 증가시키기 위하여 종래의 배선이 다중층 배선으로 구성되고 그 결과 높이 1 내지 20㎛를 가지는 계단식 부분이 기판의 표면위에 형성된다. 계단식 부분의 형성은 고정밀을 가지는 미세한 레지스트 패턴을 얻기 위하여 하나의 바(bar)이다. 즉, 단층구조 레지스트는 이 바를 제거할 수 없다.
기판 표면위에 계단 부분으로 인한 문제를 해결하기 위하여 2층 구조 레지스트는 현상되고 이제 VLSIS, ULSIS그리고 다른 장치의 제조에 광범위하게 활용된다. 일반적으로, 2층구조 레지스트는 다음과 같이 수행된다.
첫번째, 산소(O2) 플리즈마와 함께 쉽게 건식에칭될 수 있는 유기 수지 즉 페놀릭 노보락 수지가 반도체 기판과 같은 기판위에 약 2㎛의 두께 층에 스핀 코트(spin-coated)되고, 하층 레지스트를 형성하기 위하여 구워진다. 여기서 기판의 불균일한 표면이 균일하게 된다. 이후로 상층 레지스트가 2층 구조 레지스트를 형성하기 위하여 하층 레지스트의 표면위에 약 0.2 내지 0.3㎛의 두께로 덮혀진다. 다양한 중합체 물질이 상층 레지스트로 사용될 수 있다. EB노출에 중합체 연쇄단계의 결과로 상층 레지스트로 사용된 양의 구동 EB 레지스트는 현상액에 용해될 수 있다. 그러나 상층 레지스트의 비노출 영역은 O2플리즈마에 우수한 저항성을 보유할 수 있으므로 따라서 이영역의 레지스트는 EB에 노출되지 않는다.
2층 구조 레지스트의 형성후 상층 레지스트는 넓은 패턴을 노출하고 상층 레지스트의 패턴을 형성하기 위하여 형성된다. 그리고 마스크로서 이 패턴을 사용시 기초가된 하층 레지스트는 O2플리즈마로 민감하게 에칭된다. 상층 레지스트의 패턴을 하층 레지스트에 전이된다.
이 2층 구조 레지스트에서 하층 레지스트가 패턴위에 놓여진 기판 계단에 좋지않는 영향과 기판 표면에 의하여 노출한 방사선의 반사를 막을 수 있으므로 더우기 상층 레지스트는 층 두께가 감소된 것이 사용될 수 있고 단일 구조 레지스트와 비교하였을 때 레지스트의 분해를 현저하게 증가시키는 것이 가능하다.
명백하게 설명된 바와같이, 다양한 중합체는, 상층 레지스트로 사용될 수 있다. 그럼에도 불구하고 전자빔과 X-선과 같은 고에너지 방사선에 노출되도록 상층 레지스트의 요구를 완전히 만족하는 것이 없다. 예를들면, 다나까 에트알(Tanaka et al)은 일본 응용물리학협회의 봄심포지움(1985)의 29p-H-6, 프리프린트(Preprint)에서 다음식(Ⅳ)의 중합체 측, 에스테르 일부분에 규소원자를 함유한
Figure kpo00002
- 치환 아크릴레이트 중합체가 O2RIE(산소반응성 이온 에칭)에 우수한 저항력을 가지는 양성-구동 레지스트로 사용될 수 있음을 강의했다 :
Figure kpo00003
여기서
R'은 오직 수소로된 탄화수소기, 할로겐 원자 또는 할로겐화된 알칼기를 나타낸다.
R"는 -CH2Si(CH3)3와 같이 규소를 함유한 알칼기를 나타내며 n은 정수이다. 그러나 식(Ⅳ)의 레지스트폴리머의 대부분은 유기 용매(몇초이내)에 급히 용해될 수 있고 따라서 노출후 안전하게 현상될 수 없다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 다나까 에트 알은 다음식 메타아크릴산
Figure kpo00004
이 다음식의 α-치환 아크릴레이트와 혼합하여
Figure kpo00005
다음식 (Ⅴ)인 중합체
Figure kpo00006
를 형성할 수 있음을 같은 프리프린트 29p-H-6에서 설명했다. 식(Ⅴ)에서 m과 n은 각각 정수이다. 코팅후 그리고 노출후 레지스트 중합체는 가교 결합이 일어나도록 높은 온도에서 가열되거나 굽는다. 가교결합은 현상액에서 덮혀진 레지스트 중합체의 용해도를 조절할 수 있으므로 식(Ⅳ)의 레지스트 중합체 보다 더 안정한 현상을 진행할 수 있다. 즉, 현상액으로 사용된 용매형태를 증가시킬 수 있다. 그럼에도 불구하고 식(Ⅴ)의 레지스트 중합체는 심각한 문제가 있다. 즉, 저감도와 분해력을 가지기 때문데 레지스트 중합체는 미세한 패턴을 정확하게 재생하는데 사용될 수 없다. 그러므로 고감도, 분해력 그리고 O2RIE의 저항력, 안전한 현상을 할 수 있는 개선된 레지스트 중합체를 제공함을 필요로 하고 있다.
설명된 종래 기술의 레지스트 중합체 또는 조성물의 단점면에서 본 발명의 한 목적은 새로우며 고에너지 민감한 방사선이고, 노출된 레지스트 코팅의 안전한 현상이 가능한 패턴 형성 레지스트 조성물을 제공하는데 있으며 더우기 전자 빔과 X-선과 같은 고에너지 방사선에 대한 고감도, 고분해력 그리고 O2RIE를 함유한 건식에칭에 대한 고저항력을 제공하는데 있다. 레지스트 조성물은 2층 구조 레지스트에서 상층 레지스트로서 유용하다.
본 발명의 또다른 목적은 레지스트 패턴의 형성을 하기 개선된 방법을 제공하는데 있으며 그 방법은 지지모양 또는 단계 즉 요철을 가지는 기판위에 미세한 레지스트 패턴을 제조하는데 있다.
이들 목적을 얻기 위하여 발명자는 많은 형태의 중합체를 연구했고 규소-함유 α-치환 아크릴레이트 단량체가 α-트리플루오르메틸 아크릴레이트와 함께 공중합될 때 발생된 규소-함유 중합체는 고감도와 분해력을 나타내는 레지스트로 활동하며 코팅과 노출후 안전하게 현상될 수 있다.
한 양식에서 본 발명은 다음 일반식(Ⅰ)의 중합체의 구성성분으로서 포함한 고에너지 민감한 방사선, 패턴 형성 레지스트 조성물을 나타낸다.
Figure kpo00007
여기서
R1은 치환 또는 비치환 알칼리, 시아노기, -CH2OH 또는 R이 치환 비치환 알칼기를 나타내는 CH2CO2R을 의미하며 R2는 하나 이상의 규소탄소를 함유한 탄화수소기이고, R3는 열응용으로 중합체의 가교결합을 발생시키는 능력이 있는 것이다. 그리고 m과 n은 각각 정수이다.
또다른 양상에서 본 발명은 레지스트 패턴형성 방법이 있다. 그것은 다음 단계로 이루어져 있다.
기판위에 상기 설명된 식(Ⅰ)의 중합체를 이루는 레지스트를 코팅하는 단계 ; 중합체의 열적 가교 결합을 일으키기 위한 충분한 온도와 시간에서 발생된 레지스트를 굽는 단계 ; 요구하는 잠재 이미지 패턴을 얻기 위하여 고에너지 방사선에 먼저 구워진 레지스트를 부분적으로 노출하는 단계 ; 레지스트의 노출영역을 부분적으로 제거하기 위하여 넓게 노출된 레지스트를 현상하는 단계로 되어 있다.
즉, 명백히 언급한 바와같이, 기판은 반도체 기판(예를들면 규소 또는 SOI, 규소-온-절연체)와 같은 자체 기판을 포함하고 층이나 코팅은 전기 전도층, 전기 절연층 또는 다른 얇은 층(예를들면 SiO2층 또는 알루미늄층)과 같은 기판표면 위에 형성된다. 그리고 노출 소오스로 사용된 고에너지 방사선은 전자빔(EB) ; X-선, 소프트 X-선, 이온빔, 자외방사선 또는 깊은 UV방사선과 같은 석판 인쇄 분야에서 종래에 사용된 방사선 소오스와는 다르다.
본 발명의 레지스트 조성물이 2층 구조 레지스트의 상층 레지스트로 유용하고 노출된 상층 레지스트는 노출된 것과 노출되지 않은 영역의 현상액에사 현저하게 증가된 용해도 차이로 인해 안전하게 현상될 수 있다. 물론 레지스트 조성물이 고감도, 고분해력 그리고 건식에칭에 대한 고저항성을 나타낼 수 있으며 고정밀성을 가진 기판에 미세한 패턴은 형성할 수 있다.
앞의 단락에서 짧게 언급된 것과 같이, 본 발명의 따라 레지스트 조성물의 구조적 성분으로 사용된 규소-함유 중합체는 규소-함유 α-치환 아크릴레이트 단량체와, α-트리플루오르메틸 아크릴레이트 단량체를 공중합하여 생성할 수 있다. 특히, 공중합 반응은 다음 일반식(Ⅱ)의 R1과 R2가 상기에서 정의된 규소-함유 α-치환 아크릴레이트 단량체
Figure kpo00008
와 다음 일반식(Ⅲ) R3가 상기에서 정의된 α-트리플루오르메틸 아트릴레이트 단량체
Figure kpo00009
을 공중합하여 수행될 수 있다.
본 발명에서 사용된 규소-함유 중합체는 바람직하게는 5,000 내지 1,000,000의 분자량을 가지며 9% 이상의 규소 함량을 가진다.
본 발명의 규소-함유 중합체가 우수한 저항성을 나타낼 수 있는 이유는 명료하지는 않다. 그러나 방사선에 노출되는 동안, 중합체의 중측의 분해능력은 중합체의 중축의 탄소원자에 첨가제로서 전자 첨수 트리플루오르메틸(CF3)기의 도입의 결과로 현저한 증가를 가져왔기 때문이며 현상액에 레지스트의 비노출된 영역의 용해도가 중합체 구조에 -OH, -OC(CH3)3, -NH2또는 -NHCH2OH와 같은 열적 가교결합 함유기의 도입의 결과로 조절되기 때문이라고 고려되며 노출단계전 코팅한 레지스트를 미리굽기 때문이다.
종래 기술에서 기대될 수 없었던것들 즉, 본 발명에 따라 레지스트의 노출되거나 노출되지 않는 영역의 현상액에서의 현저하게 증가된 용해도의 차이를 얻를 수 있고 따라서 노출된 레지스트는 안전하게 현상될 수 있다. 즉, 본 발명에 따라 현상액으로 사용된 유용한 유기 용매 범위는 매우 넓다.
본 발명의 규소-함유 중합체를 나타내는 일반식(Ⅰ)에서 중합체 중측의 탄소원자에 붙은 치환체 R1은 바람직하게는 -CH3, -CF3, -CN, -CH2OH 또는 R이 1 내지 5개의 탄소원자가 있는 아킬기인 -CH2CO2R이며 R2는 바람직하게는 CH2Si(CH3)3, (CH2)1Si(CH3)3(l = 0-5), (CH2)1CH(CH3)ㆍSi(CH3)3(l = 0-5), (CH2)1C(CH3)2Si(CH3)3(l = 0-5), (CH2)1Si(C6H5)(CH3)2(l = 0-3), (CH2)1Si(C6H5) CH3(l = 0-3), (CH2)1Si(C6H5)(l = 0-3) 또는 (CH2)Si(CH3)2Si(CH3)3(l = 0-3)이며 그리고 R3는 바람직하게는 -OH, -OC(CH3)-NH2또는 -NHCH2OH이다.
본 발명에 따른 레지스트 조성물은 양성-구동성이며, 단일구조 레지스트와 2층구조 레지스트 둘다에 유용하게 사용될 수 있다. 특히, 레지스트 조성물은 2층구조 레지스트에서 상층 레지스트로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 2층구조 레지스트 기본 패턴 형성방법이 수반된 도면 제1a도 내지 제1h도에서 개요된 방법으로 수행된다.
제1a도는 레지스트에 코팅하기전 기판의 횡단면도이다. 기판은 제조되도록 기판 1위에 형성된 계단으로 된 반도체와 덮혀진층 2로 이루어졌다. 예시된 실시예에서 기판 1은 규소이고 위에 덮혀진 층 2는 규소 기판1를 습식 산화이므로 생성된 이산화규소(SiO2)이다. 제1h도에서 나타난 것과같이 SiO2층 2에 윈도우 5를 열도록 한다.
우선 제1b에서 보여주는 바와같이, 기판의 계단을 균일하게 하기 위하여 페놀락 노보락 수지(토쿄 오까공업주식회사로 부터 상업적인 유용한 "OFPR" 또는 시플레이 주식회사로 부터 상업적으로 유용한 "MP-1300")와 같은 유기수지가 하층 레지스트('레벨링 층')을 형성하기 위하여 약 1 내지 3㎛의 두께의 층에 SiO2층 2로 덮혀진다.
기판의 불균일한 표면을 균일하게한 후, 본 발명의 레지스트 조성물상층 레지스트 4(제1c를 볼것)을 형성하기 위하여 앞서 형성된 하층 레지스트 3의 표면에 인가된다. 바람직하게는 레지스트 조성물이 알콜, 케톤 그리고 에테르와 같은 유기 용매에 있는 용액으로 부터 인가된다. 그리고 형성된 상층 레지스트의 총두께는 바람직하게는 0.1 내지 0.5㎛이 바람직하다. 따라서 제1c도에서 예시한 바와같이 하층 레지스트 3과 상층 레지스트 4로 이루어진 2층구조 레지스트가 얻어진다.
2층 구조 레지스트의 형성후 그리고 상층 레지스트의 넓은 패턴 노출전 기판은 상층 레지스트(나타나 있지 않음)의 규소 함유 중합체의 열적 가교결합을 일으키는 상승된 온도(240℃에서 5분 동안)에서 구워진다. 이 굽는 메카니즘은 상기 단락에서 설명했다.
선굽는 단계후 제1d에서 예시된 것과같이 상층 레지스트 4는 노출 방사선(e-)에 넓게 패턴노출된다. 여기에 사용된 노츨 방사선은 전자빔이다. 상층 레지스트 4의 노출 영역은 용해되며 따라서 양성-구동이다.
넓게 패턴 노출돈 상층 레지스트는 노출된 영역에서 레지스트를 선택적으로 용해할 수 있는 액체 현상액에 기판을 잠기므로 현상된다. 제1e도에 나타난 바와같이 상층 레지스트 4의 패턴이 하층 레지스트 3위에 형성된다. 패턴된 상층 레지스트 4는 노출된 영역에 있는 작은 윈도우 5를 함유한다.
상층 레지스트의 패턴단계후 마스크로서 이 레지스트의 패턴은 사용하므로 기초로된 하층 레지스트는 산소 플리즈마(O2RIE)와 같은 에칭 소오스를 가지고 선택적으로 에칭된다. 그 결과 제1f도에 보여주는 바와같이, 상층 레지스트 4의 패턴이 하층 레지스트에 전이된다.
상기 설명된 2층구조 레지스트에서 하층 레지스트가 패턴을 형성한위에 기초가 되는 기판의 계단에 불필요한 영향을 막을 수 있기 때문에 또한 기판 표면에 의하여 노출하는 방사선의 반사를 막기 때문에 상층 레지스트는 감소된 두께의 층을 사용할 수 있고 단일구조 레지스트와 비교하여 레지스트의 분해력을 현저하게 증가시키는데 가능케 한다.
2층 구조 레지스트의 패턴 다음에 즉 SiO2층 2가 제1g도에서 나타낸 것과 같이 패턴된 레지스트 3과 4의 마스크를 통하여 선택적으로 에칭된다. SiO2층의 에칭이 종래 방법에 따라 수행될 수 있다. 그러나 바람직하게는 이 에칭은 습식 에칭(HF+H2O) 또는 건식에칭(CHF3로부터 RIE)를 사용하므로 수행된다.
에칭후, 에칭단계에서 마스크로 사용된 레지스트는 적당한 용액에 의하여 제거되며 또는 다른 방법으로 제거되며 따라서 제1h도에서 나타난 것과 같이 패턴된 SiO2층 2는 규소 기판 1위에 얻어진다.
비록 상세히 설명되지는 않았지만, 본 발명의 패턴 형성방법은 LSIs, VLSIs 그리고 ULSIs와 같은 반도체 장치 및 또다른 장치의 제조면에서 유용하게 활용될 수 있다.
본 발명은 작동하는 실시예에 관하여 더 설명될 것이다. 즉, 이 실시예에서는 노출 소오스로서 전자빔(EB)의 사용이 설명되지만, 유사한 결과는 X-선이 EB 대신에 사용될 때도 얻어질 수 있다.
[실시예 1]
중합체 번호 1의 합성
다음식의 트리메틸 실리메틸 메타크릴레이트 :
Figure kpo00010
그리고 다음식 α-트리플루오르아크릴산
Figure kpo00011
를 동일한 양으로 혼합하고 아조비스이소부틸로니트릴 0.05%몰%를 혼합한다. 혼합물을 80℃에서 12시간 동안 가열되고 따라서 얻어진 중합체 생성물(이후로 중합체 번호 1)은 다음과 같은 구조식으로 나타나고
Figure kpo00012
그리고 무게 평균 분자량이 5.6×105임이 확인되었다.
[실시예 2]
중합체 번호 2의 합성
다음식의 트리메틸 실리메틸-메타아크릴레이트 :
Figure kpo00013
와 다음식 t-부틸-2-트리플루오르메틸 아크릴레이트 :
Figure kpo00014
를 동일한 양으로 혼합하고 실시예 1에서 설명한 방법으로 공중합한다. 따라서 얻어진 중합체 생성물(이후로 중합체 번호 2)는 다음과 같은 구조식으로 표현되고
Figure kpo00015
그리고 무게 평균 분자량이 3.4×106임이 확인되었다.
[실시예 3]
단일층 레지스트 패턴의 형성
실시예 1에서 얻어진 중합체 번호 1은 60g/ℓMIBK 용액을 제조하기 위하여 메틸이소부틸케톤(MIBK)에 용해된다. 그리고 MIBK 레지스트 용액이 규소 와이퍼(wafer)에 약 2700Å의 층두께로 스핀코트된다.
덮혀진 레지스트는 240℃의 뜨거운 판위에서 5분동안 굽고 구워진 레지스트는 20KeV의 가속전압에서 EB-탐지가 된다. EB 노출후 레지스트는 30초 동안 이소프로필 알콜(IPA)를 가지고 현상된 레지스트의 비노출된 영역에서의 두께의 손실없는 만족한 레지스트 패턴은 14.4μC/㎠의 강도에서 얻어진다.
[비교 실시예 1]
단일층 레지스트 패턴 형성
다음과 같은 식의 폴리트리메틸실릴메틸 메타크릴레이트를 함유한 레지스트 용액은
Figure kpo00016
규소 와이퍼 약 2700Å의 층 두께에서 스핀코트된다.
덮혀진 레지스트는 가속전압 20KeV에서 EB탐지된다. 그리고 10분 동안 IPA와 H2O의 혼합물(20 : 3)로 현상된다.
만족할만한 레지스트 패턴이 얻어지지 않는다. 즉 감도가 102.4μC/㎠이고 레지스트의 비노출된 영역이 약 500Å 두께의 손실을 가짐이 발견되었다. 더우기 3㎛선과 공간분해력도 얻어질 수 없다.
확장된 현상시간은 상기 감도를 개선하지 않는다. 더우기, 현상액으로서 IPA와 H2O의 혼합물(20 : 1)의 사용은 레지스트를 급히 완전히 용해한다. 즉, 레지스트 패턴은 얻어지지 않는다.
[비교 실시예 2]
[단일층 레지스트 패턴 형성]
다음식에 의하여 나타난 트리메틸실릴메틸 메타트릴레이트와 메타크릴산의 공중합체를 함유하는 레지스트용액은
Figure kpo00017
규소 와이퍼 위에 약 2700Å의 층 두깨에서 스핀 코트된다.
덮혀진 레지스트는 뜨거운 판 200℃에서 8분 동안 굽고 구워진 레지스트는 가속전압 20KeV에서 EB 탐지된다. EB 노출후 레지스트는 IPA와 H2O의 혼합물(5 : 1)를 가지고 현상되지만 만족하는 레지스트 패턴은 얻어지지 않는다. 감도 : 144.0μC/㎠(나쁨)
[실시예 4]
[단일층 레지스트 패턴 형성]
실시예 2에서 얻어진 중합체 번호 2는 60g/dl MIBK 용액 제조하기 위하여 메틸이소부틸케톤(MIBK)에 용해된다. MIBK레지스트 용액은 규소 와이퍼 위의 약 2700Å의 층 두께에서 스핀 코트된다.
덮혀진 레지스트는 뜨거운판 240℃에서 4분동안 구워진 레지스트는 가속 전압 20KeV에서 EB 탐지된다. EB 노출후 레지스트는 30초 동안 이소프로필알콜(IPA)을 가지고 현상된다. 그리고 레지스트의 비노출영역에서 두께의 손실 없이 만족하는 레지스트 패턴이 감도 14.4μC/㎠에서 얻어진다.
[실시예 5]
[Bi-레벨 레지스트 패턴 형성]
페놀릭 노보락 수지 레지스트("OFPR", 토오코 오까)는 규소 와이퍼 위의 2.0㎛층 두께에서 스핀 코트된다. 그리고 하층 레지스트를 얻기 위하여 200℃ 오븐에서 1시간 동안 강하게 굽는다. 그다음 MIBK 레지스트 용액(실시예 3에서 제조된 것과 같음)은 2층구조 레지스트를 얻기 위하여 하층 레지스트 위에 약 300Å의 층 두께에 스핀 코트한다. 따라서 얻어진 2층 구조 레지스트는 240℃의 뜨거운 판에서 5분 동안 굽는다. 그리고 가속 전압 20KeV에서 EB 탐지된다. 레지스트는 30초 동안 이소프로필 알콜(IPA)을 가지고 현상된다. 그리고 100℃ 오븐에서 20분 동안 후처리 굽는다. 와이퍼는 평행한 판 건식에칭에 놓이는 O2플라즈마(전원 :300W, 입력 : 0.03Torr 그리고 O2유량비 : 100sccm)로 4분 동안 건식 에칭한다. 상층 레지스트의 미세한 패턴이 하층 레지스트에 정확하게 전이된다.

Claims (16)

  1. 구성 성분으로서 다음 일반식(Ⅰ)
    Figure kpo00018
    위식에서, R1은 치환 또는 비치환 알킬기, 시아노기, -CH2OH 또는 R이 치환 비치환 알킬기인 -CH2CO2R을 나타내고 R2는 적어도 하나 이상의 규소 원소를 함유하는 탄소수소기를 나타내며 R3는 열응용의 중합체 가교결합을 일으킬 수 있는 기를 나타내고 m 과 n이 각각 정수인 중합체를 포함하는 고에너지 마감 방사선, 패턴 형성 레지스트 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 중합체가 다음 일반식(Ⅱ)
    Figure kpo00019
    위식에서 R1과 R2는 상기에서 정의되었던 규소 함유 α-치환 아크릴레이트와 다음식(Ⅲ)
    Figure kpo00020
    위식에서 R3는 상기 정의된 α-프리플루오르메틸 아크릴레이트의 공중합 생성물인 레지스트 조성물.
  3. 제1항에 있어서, R1이 -CH3, -CF3, -CN, -CH2OH 또는 R이 1 내지 5탄소원자의 알킬기인 -CH2CO2R이고 R2가 CH2Si(CH3)3, (CH2)1Si(CH3)3, (l=0-5), (CH2)1CH(CH3)ㆍSi(CH3)3(l=0-5), (CH2)1C(CH3)2Si(CH3)3(l=0-5),
    (CH2)1Si(C6H5)(CH3)2(l=0-3), (CH2)1Si(C6H5)CH3(l=0-3), (CH2)1Si(C6H5)3(l=0-3) 또는 (CH2)1Si(CH3)2Si(CH3)3(l=0-3)이고 그리고 R3가 -OH, -OC(CH3)3, -NH2, 또는 -NHCH2OH인 레지스트 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 양의 구동이고, 전자빔, X-선, 소프트 X-선, 이온빔, 자외 방사선 또는 깊은 자외 방사선에 민감한 레지스트 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 반도체 장치의 생성물 기판위에 레지스트 패턴을 형성하기 위하여 사용된 레지스트 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 2층 구조 레지스트 방법에서 상층 레지스트 패턴을 형성하기 위하여 사용된 레지스트 조성물.
  7. 다음 일반식(Ⅰ) :
    Figure kpo00021
    R1은 치환 또는 비치환 알킬기, 시아노기, -CH2OH 또는 R이 치환 또는 비치환 알킬기인 -CH2CO2R이고 R2는 하나 이상의 규소 원자를 포함하는 탄화수소기이고 R3는 열응용의 중합체 가교결합을 일으킬 수 있는 기이고 m과 n이 각 정수인 중합체로 이루어진 레지스트를 기판위에 코팅하는 단계 중합체의 열 가교결합이 일어나도록 충분한 온도의 시간에서 레지스트를 굽는 단계 ; 요구된 잠재적 이미지 패턴을 얻기 위한 고에너지 방사선 선처리로 구운 레지스트를 선택적으로 노출하는 단계 ; 레지스트의 노출된 영역을 선택적으로 제거하기 위하여 넓은 패턴의 노출된 레지스트를 현상하는 단계로 이루어진 레지스트 패턴 형성방법.
  8. 제7항에 있어서, 공중합체는 R1과 R2가 상기에서 정의된 다음식(Ⅱ)의 규소 함유 α-치환 아크릴제이트와
    Figure kpo00022
    그리고 R3가 상기에서 정의된 다음식(Ⅲ) α-트리플루오르메틸 아크릴레이트
    Figure kpo00023
    의 공중합 생성물인 레지스트 패턴의 형성방법.
  9. 제7항에 있어서, 일반식(Ⅰ)의
    R1이 -CH3, -CF3, -CN, -CH2OH 또는 R이 1 내지 5탄소원자의 알킬기인 -CH2CO2R이고 R2는 CH2Si(CH3)3, (CH2)1Si(CH3)3(l=0-5), (CH2)1CH(CH3)ㆍSi(CH3)3(l=0-5), (CH2)1C(CH3)2Si(CH3)3(l=0-5),(CH2)1Si(C6H5)(CH3)2(l=0-3),(CH2)1Si(C6H5)CH3(l=0-3), (CH2)1Si(C6H5)3(l=0-3) 또는 (CH2)1Si(CH3)2Si(CH3)3(l=0-3)이고 R3가 -OH, -OC(CH3)3, -NH2, 또는 -NHCH2OH인 레지스트 패턴의 형성방법.
  10. 제7항에 있어서, 레지스트가 유기 용매의 용액으로부터 기판 표면에 인가된 레지스트 패턴 형성방법.
  11. 제7항에 있어서, 선처리 구운 레지스트가 전자빔, X-선, 소프트 X-선, 이온빔, 자외 방사선 또는 깊은 자외 방사선의 패턴에 노출된 레지스트 패턴 형성방법.
  12. 제7항에 있어서, 현상은 노출된 레지스트 영역을 선택적으로 용해할 수 있는 액체 현상액으로 실시되는 레지스트 패턴 형성방법.
  13. 제7항에 있어서, 기판이 기판의 표면에 계단부를 가질 때, 계단의 기판의 불균일한 표면을 균일하게 하는 레지스트 물질로 이루어진 하층 레지스트와 일반식(Ⅰ)의 중합체를 함유하는 상층 레지스트가 2층 구조 레지스트 코팅을 형성하기 위하여 기판 표면에 인가되고 상층 레지스트는 고에너지 방사선의 패턴에 노출되며 넓게 패턴의 노출된 상층 레지스트가 노출된 영역을 선택적으로 제거하기 위하여 현상되고 상층 레지스트의 생성 패턴이 기초 하층 레지스트에 전이되는 레지스트 패턴 형성방법.
  14. 제13항에 있어서, 하층 레지스트를 구성하는 레지스트 물질이 페놀릭 노보록 수지 또는 크레졸 노보락 수지인 레지스트 패턴 형성방법.
  15. 제13항에 있어서, 상층 레지스트 산소-반응성 이온 에칭에 의하여 하층 레지스트에 전이되는 레지스트 패턴 형성방법.
  16. 제13항에 있어서, 기초 기판이 선택적으로 에칭이 끝날때 생성된 레지스트 패턴이 마스크로서 사용되는 레지스트 패턴 형성방법.
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