KR100721959B1 - Pattern formation method of photoresist - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열발생층의 일부분에 레이저를 조사하여 후굽기를 진행하는 레지스트의 패턴형성방법에 관한 것으로, 기판을 제공하고; 상기 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하고; 상기 포토레지스트 막을 선굽기(prebake)를 하고; 상기 선굽기된 포토레지스트 막을 노광하고; 상기 노광된 포토레지스트 막 상에 열발생층을 라미네이션(lamination)하고; 상기 열발생층의 일부분에 레이저를 조사하여 상기 노광된 포토레지스트 막의 일부 영역에 후굽기(post exposure bake)하는 것을 포함하는 포토레지스트의 패턴형성방법을 제공한다.The present invention relates to a pattern forming method of a resist for irradiating a laser beam to a portion of a heat generating layer to perform a bend, and to provide a substrate; Forming a photoresist film on the substrate; Prebake the photoresist film; Exposing the precured photoresist film; Laminating a heat generating layer on the exposed photoresist film; A method of patterning a photoresist comprising irradiating a portion of the heat generating layer with a laser to post exposure bake on a portion of the exposed photoresist film.
열발생층, 레이저, 포토레지스트 Heat generating layer, laser, photoresist
Description
도 1a 내지 1g는 본 발명의 일실시예의 의한 포토레지스트의 패턴형성방법을 설명하기 위한 단면도.1A to 1G are cross-sectional views illustrating a method for forming a pattern of a photoresist according to an embodiment of the present invention.
- 도면부호에 대한 간단한 설명--Brief description of the drawings
10 : 기판 11 : 포토레지스트10
12 : 열발생층 12a: 기재층12:
12b: 광열변환층 12b: photothermal conversion layer
본 발명은 포토레지스트의 패턴형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마스크를 이용하지 않고 포토레지스트에 라미네이션된 열발생층의 일부분을 레이저로 조사하여 선택적 후굽기(post exposure bake) 공정을 진행하는 포토레지스트의 패턴형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pattern forming method of a photoresist, and more particularly, a photo which undergoes a selective post exposure bake process by irradiating a portion of the heat generating layer laminated on the photoresist with a laser without using a mask. It relates to a pattern formation method of a resist.
포토레지스트의 패턴형성방법 중 가장 일반적인 공정은 기판과 포토레지스트로만 구성된 SLR(single layer resist)공정이다. 여기서, 양산에 적합한 포토레지스트는 일반적으로 g-line, i-line 레지스트이며, SLR 공정에서 요구되어지는 레지 스트의 두께는 공정 여유도, 단차 조건 및 기판과의 에칭 선택비(etching selectivity) 등에 의하여 결정이 되나, 일반적으로 0.7~1.6㎛ 정도의 두께로 각 층에 따라 결정되어진다.The most common process of forming a photoresist is a single layer resist (SLR) process consisting of only a substrate and a photoresist. Here, photoresists suitable for mass production are generally g-line and i-line resists, and the thickness of the resist required in the SLR process depends on the process margin, the step condition, the etching selectivity with the substrate, and the like. It is crystallized, but is generally determined according to each layer to a thickness of about 0.7 ~ 1.6㎛.
여기서, SLR 공정에서 요구되어지는 포토레지스트의 특성은 고분해능, 넓은 DOF(depth of focus)는 물론이고, 하부층의 단차극복을 위해 적정한 투과도를 갖는 포토레지스트의 선정이 중요하다. 경우에 따라서는 염료를 첨가하여 투과도를 조절하는 염색된 포토레지스트가 요구되어지기도 한다.Here, the characteristics of the photoresist required in the SLR process is important to select a photoresist having an appropriate transmittance for high resolution, wide DOF (depth of focus), and overcoming the lower layer. In some cases, dyed photoresists may be required to add dyes to control the permeability.
종래의 SLR 공정에서는 기판 상에 고분해능을 가지는 포토레지스트막을 형성한다. 상기 포토레지스트막을 선굽기(pre-baking)를 진행하고, 마스크를 이용하여 선택 노광한다. 그 후, 상기 노광된 포토레지스트막을 후굽기를 진행하고, 상기 후굽기된 포토레지스트막을 현상하여, 포토레지스트막 패턴을 형성한다. 상기 포토레지스트막 패턴을 식각마스크로 이용하여 후공정을 진행한다.In the conventional SLR process, a photoresist film having high resolution is formed on a substrate. The photoresist film is pre-baked and selectively exposed using a mask. Thereafter, the exposed photoresist film is post-baked, and the post-cured photoresist film is developed to form a photoresist film pattern. The photoresist layer pattern is used as an etching mask to perform a post process.
그러나 종래의 SLR 공정에서는 마스크가 꼭 필요하며 마스크를 사용하지 않고 패턴형성이 불가능하다는 단점이 있고, 이러한 마스크는 가격이 비싸 제조원가를 상승시키는 문제점이 있다.However, in the conventional SLR process, a mask is necessary and there is a disadvantage in that pattern formation is not possible without using a mask. Such a mask has a problem of increasing manufacturing cost due to high price.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 마스크 없이 공정을 진행하여 제조원가를 절감시킬 수 있는 포토레지스트의 패턴형성방법을 제공한다.Therefore, the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages and problems of the prior art, the present invention provides a pattern forming method of a photoresist that can reduce the manufacturing cost by proceeding without a mask.
본 발명은 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 마스크 없이, 열발생층을 이용하여 후굽기를 진행하는 포토레지스트의 패턴형성방법에 관한 것으로, 기판을 제공하고; 상기 기판 상에 포토레지스트 막을 형성하고; 상기 포토레지스트 막을 선굽기(prebake)를 하고; 상기 선굽기된 포토레지스트 막을 노광하고; 상기 노광된 포토레지스트 막 상에 열발생층을 라미네이션(lamination)하고; 상기 열발생층의 일부분에 레이저를 조사하여 상기 노광된 포토레지스트 막의 일부 영역에 후굽기(post exposure bake)하는 것을 포함하는 포토레지스트의 패턴형성방법을 제공한다.The present invention to solve the above technical problem, the present invention relates to a pattern forming method of a photoresist for performing a post-bake using a heat generating layer, without a mask, providing a substrate; Forming a photoresist film on the substrate; Prebake the photoresist film; Exposing the precured photoresist film; Laminating a heat generating layer on the exposed photoresist film; A method of patterning a photoresist comprising irradiating a portion of the heat generating layer with a laser to post exposure bake on a portion of the exposed photoresist film.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 또한 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Details of the above objects and technical configurations and the effects thereof according to the present invention will be more clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention. In addition, in the drawings, the length, thickness, etc. of layers and regions may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.
도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 일실시예에 의한 포토레지스트의 패턴형성방법을 설명하기 위한 단면도이다.1A to 1G are cross-sectional views illustrating a method of forming a pattern of a photoresist according to an embodiment of the present invention.
도 1a 내지 도 1g를 참조하면, 기판(10) 상에 포토레지스트막(11)을 형성한다. 상기 포토레지스트 막(11)은 보호기 및 광산발생제를 포함한다.1A to 1G, a
여기서, 상기 보호기는 상기 포토레지스트 막(11)이 알칼리 현상액에 의해 용해되는 것을 억제하는 역할을 한다. 이로 인하여 후공정인 노광 공정에서 발생된 산에 의해 후공정인 후굽기 공정에서 상기 보호기가 탈리되어지면 상기 포토레지스트 막(11)이 현상액에서 용해될 수 있다. 상기 보호기는 t-부틸, 테트라히드로피란일, 메틸테트라히드로피란일, 테트라히드로퓨란일, 메틸테프라히드로퓨란일, 메톡시에틸, 2-메톡시프로필, 에폭시에틸, 2-에톡시프로필, t-부톡시에틸, 아세톡시에톡시에틸, 아세톡시메틸, t-부톡시카르보닐 및 이소부톡시에틸 등을 사용할 수 있다. Here, the protecting group serves to suppress the
상기 광산발생제로는 빛에 의해 산을 발생할 수 있는 화합물이면 무엇이든 사용가능하며,프탈이미도트리플루오르메탄술포테이트(phthalimido trifluoromethane sulfonate), 디니트로벤질토실레이트(dinitrobenzyltosylate), n-데실디술폰(n-decyl disulfone) 및 나프틸이미도트리플루오로메탄술포네이트(naphthylimido triflouromethane sulfonate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 사용하는 것이 바람직하고, 이와 함께 디페닐요도염 헥사플루오르포스페이트, 디페닐요도염 헥사플루오르 아르세네이트, 디페닐요도염 헥사플루오르안티모네이트, 디페닐파라메톡시페닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라톨루에닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라이소부틸페닐설포늄 트리플레이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오르 아르세네이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오르 안티모네이트, 트리페닐설포늄 트리플레이트 및 디부틸나프틸설포늄 트리플레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 황화염계 또는 오니움염계 화합물을 겸용할 수 있다.As the photoacid generator, any compound capable of generating an acid by light may be used, and phthalimido trifluoromethane sulfonate, dinitrobenzyltosylate, n-decyldisulfone (n -decyl disulfone) and naphthylimido triflouromethane sulfonate, preferably selected from the group consisting of, together with diphenyluredo hexafluorophosphate, diphenyluredo hexafluoro arsenate, Diphenyl iodo hexafluoroantimonate, diphenyl paramethoxyphenylsulfonium triflate, diphenyl paratoluenylsulfonium triflate, diphenyl paraisobutylphenyl sulfonium triflate, triphenylsulfonium hexafluoro arsenate , Triphenylsulfonium hexafluor antimonate, triphenyl Sulfuric or onium salt compounds selected from the group consisting of sulfonium triflate and dibutylnaphthylsulfonium triflate can be used.
이어서, 상기 포토레지스트 막(11)을 선굽기(pre-baking)를 한다. 여기서, 선굽기 방법으로는 핫플레이트와 기판 사이에 간극을 두는 프록시미티 베이크를 행하는 것이 바람직하다. 상기 선굽기는 포토레지스트 조성물 내에 존재하는 용매를 열에너지에 의해 증발시켜 고형의 포토레지스트 필름상태를 유지하는 공정이다.Subsequently, the
이어서, 상기 선굽기된 포토레지스트 막(11a)을 노광시킨다. 일반적인 노광 공정에서는 투과하는 빛이 포토레지스트의 광화학 반응을 일어나게 하며, 상기 노광된 포토레지트 막(11b)에서는 상기 광산발생제에서 산(H+)이 생성되어 확산된다.Subsequently, the bent
한편, 상기 노광된 포토레지스트 막(11b)과는 별도로 기재층(12a) 및 광-열변환층(12b)을 포함하는 열발생층(12)을 제공한다.Meanwhile, a heat generating
여기서, 상기 기재층(12a)은 상기 광-열 변환층(12b)에 빛을 전달하기 위하여 투명성을 가져야 하며, 적당한 광학적 성질과 충분한 기계적 안정성을 가진 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리스틸렌으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 고분자 물질이거나 유리로 이루어질 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 기재층(12a)은 폴리에틸렌테레프탈레이트일 수 있다. 상기 기재층(12a)의 역할은 지지기판으로서의 역할을 수행하며 복합적인 다중계도 사용 가능하다.Here, the
여기서, 상기 광-열변환층(12b)은 적외선-가시광선 영역의 빛을 흡수하여 상기 빛의 일부분을 열로 변환시키는 층으로서, 적당한 광학밀도(optical density)를 가져야 하며, 빛을 흡수하기 위한 광흡수성 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 광-열변환층(12b)은 Al, Ag 및 이들의 산화물 및 황화물로 이루어진 금 속막이거나 카본 블랙, 흑연 또는 적외선 염료를 포함하는 고분자로 이루어진 유기막으로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 금속막은 진공 증착법, 전자빔 증착법 또는 스퍼터링을 이용하여 형성할 수 있으며, 상기 유기막은 통상적인 필름 코팅 방법으로서, 그라비아(Gravure), 압출(extrusion), 스핀(spin) 및 나이프(knife) 코팅방법 중에 하나의 방법에 의해 형성될 수 있다.Here, the light-
이어서, 상기 노광된 포토레지스트 막(11) 상에 상기 열발생층(12)을 라미네이션한 후, 상기 기재층(12a)의 일부 영역에 레이저를 조사하여 후굽기(post exposure bake)를 진행한다. 상기 후굽기 공정에서는 상기 광산발생제에서 생성된 산에 의해 상기 보호기가 탈리되는 화학반응을 통해 상기 보호기가 수산화기로 치환된다. 상기 치환된 수산화기는 후공정인 현상공정에서 사용되는 약 알칼리 용액인 현상액에 대한 상대적 용해도가 높다.Subsequently, after the lamination of the heat generating
여기서, 상기 라미네이션 공정이란 상기 노광된 포토레지스트 막(11b) 상에 상기 열발생층(12)의 상기 광-열변환층(12b)을 대향하여 배치하는 것을 뜻한다. 상기 열발생층(12)이 기포 등에 의해 접촉이 완벽하지 않으면 레이저에 의해 발생된 열이 상기 노광된 포토레지스트 막(11b)에 잘 전달되지 못하므로 롤러나 바(bar) 등을 이용하여 상기 열발생층(12)이 잘 접촉될 수 있도록 할 수 있다. 또한 진공에서 상기 라미네이션 공정을 진행할 수 있는데, 진공에서 상기 라미네이션 공정을 진행하면 상기 노광된 포토레지스트 막(11b)과 상기 열발생층(12) 사이의 기포발생을 억제하는 효과가 있다.Here, the lamination process means disposing the photo-
여기서, 상기 열발생층(12)에 조사되는 레이저빔은 0.5~2J/㎠인 것이 바람직 하다. 상기 레이저빔의 에너지가 0.5J/㎠ 이하 일 경우, 레이저빔의 에너지가 작아 후굽기가 진행되기 어렵고, 2J/㎠ 이상이면 상기 포토레지스트 막이 열화되는 문제점이 발생한다.Here, the laser beam irradiated to the heat generating
이어서, 상기 후굽기된 포토레지스트 막(11c)을 현상하여 포토레지스트 패턴(11d)을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴(11d)을 식각 마스크로 이용하여 이후의 포토레지스트 패턴형성공정을 진행한다.Subsequently, the bent
이와 같은 포토레지스트의 패턴형성방법은 마스크 없이 제조공정을 진행할 수 있어 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.Such a pattern formation method of the photoresist can proceed the manufacturing process without a mask has the effect of reducing the manufacturing cost.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.Although the present invention has been shown and described with reference to the preferred embodiments as described above, it is not limited to the above embodiments and those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be possible.
본 발명은 열발생층을 이용하여 일부 영역에만 레이저를 조사하여 포토레지스트의 패턴을 형성하는 것으로, 마스크 없이 포토레지스트의 패턴형성공정을 진행할 수 있어 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.The present invention is to form a pattern of the photoresist by irradiating a laser to only a portion of the region using the heat generating layer, it is possible to proceed with the pattern forming process of the photoresist without a mask, thereby reducing the manufacturing cost.
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