[go: up one dir, main page]

KR20040094706A - 이중 파장을 이용한 자기정렬 패턴 형성 방법 - Google Patents

이중 파장을 이용한 자기정렬 패턴 형성 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20040094706A
KR20040094706A KR10-2004-7012948A KR20047012948A KR20040094706A KR 20040094706 A KR20040094706 A KR 20040094706A KR 20047012948 A KR20047012948 A KR 20047012948A KR 20040094706 A KR20040094706 A KR 20040094706A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wavelength
radiation
layer
photoresist
lithography
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR10-2004-7012948A
Other languages
English (en)
Inventor
오코로운얀우우조딘마
보텔리아르멘도씨.
Original Assignee
어드밴스드 마이크로 디바이시즈, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어드밴스드 마이크로 디바이시즈, 인코포레이티드 filed Critical 어드밴스드 마이크로 디바이시즈, 인코포레이티드
Publication of KR20040094706A publication Critical patent/KR20040094706A/ko
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/7045Hybrid exposures, i.e. multiple exposures of the same area using different types of exposure apparatus, e.g. combining projection, proximity, direct write, interferometric, UV, x-ray or particle beam
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/075Silicon-containing compounds
    • G03F7/0757Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/095Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having more than one photosensitive layer
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2022Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274Photolithographic processes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

서브 리소그래피 치수로 패턴을 형성할 수 있는 집적회로 제조방법이 개시되어 있다. 이 방법은 기판 위에 제공되는 종래 친지질성 포토레지스트층에 포토염기 생성제, 물 촉매량이 도포되어 있는 아릴알콕시실란의 박막을 순차적으로 제 1 및 제 2리소그래피 파장의 방사에 노광한다. 제 1리소그래피 파장은 제 2리소그래피 파장보다 짧다. 제 1리소그래피 파장에 노광되면 포토레지스트층에 자기정렬 마스크가 형성된다.

Description

이중 파장을 이용한 자기정렬 패턴 형성 방법{SELF-ALIGNED PATTERN FORMATION USING DUAL WAVELENGTHS}
반도체 또는 IC 산업에서는 소형의 칩 면적에 고밀도 소자가 배치된 집적회로를 제작하여 성능을 향상시키고 제조 단가를 줄이는 것을 목표로 하고 있다. 대규모 집적을 위해 계속적으로 회로 치수 및 소자 패턴을 줄이고 있다. 리소그래피 성능에 의해 전계효과 트랜지스터의 게이트 길이, 도선 너비 등의 구조 크기가 감소될 수 있다.
반도체 제조기술에서는 포토마스크(마스크라고도 함)나 레티클을 사용한다. 방사된 빛이 마스크나 레티클을 통과하거나 반사되어 반도체 웨이퍼 위에 이미지를 형성한다. 일반적으로, 이미지는 웨이퍼 위에 집중되어 포토레지스트 물질과 같은 물질층에 패턴을 형성한다. 포토레지스트 물질은 도핑영역, 증착영역, 에칭영역, 기타 집적회로와 관련된 구조를 정의하는데 사용된다. 또한, 포토레지스트 물질은 집적회로의 금속층과 관련된 도선이나 전도패드를 정의할 수 있다. 또한, 포토레지스트 물질은 격리영역, 트랜지스터 게이트, 기타 다른 트랜지스터 구조나 요소를 정의할 수 있다.
이미지나 패턴을 포토레지스트 물질로 옮기기 위해, 종래 리소그래피 시스템은 일반적으로, 1개 이상의 파장으로 전자기적 방사 또는 빛을 제공하는 광원을 포함한다. 광원은 365nm, 248nm 및/또는 193nm 파장의 빛을 제공할 수 있다. 방사에 의해 패턴이 형성되는 포토레지스트 물질은 그러한 방사 파장에 반응하는 것으로 선택한다. 포토레지스트 물질에서 빛이 입사되는 지역은 광화학적인 변화를 일으켜 후속의 현상처리단계에서 녹거나 녹지 않게 된다.
패턴의 해상도가 얼마간 노출 파장에 비례하기 때문에, 짧은 노출 파장(예를 들어, 157nm, 126nm, 13.4nm)을 사용하여 포토레지스트 물질을 패턴화하는 것이 좋다. 그러나 불행하게도, 일부 물질이나 공정이 있다고 해도 그러한 물질이나 공정을 가지고 계속해서 짧은 파장으로 반도체 집적회로를 제조할 수는 없다. 365nm, 248nm 또는 193nm 리소그래피 시스템에서 사용되는 유기 포토레지스트 물질과 같은 종래 포토레지스트 물질은 문제점이 있다. 유기 포토레지스트 물질은 단파장 리소그래피로 단일층 패턴을 형성할 때 단위 두께당 높은 광흡수율을 보인다. 따라서, 종래 유기 포토레지스트 물질은 노출광에 대해 점점 불투명해져, 필요한 광화학적 변화가 물질 전체 두께에서 일어나지 않는다.
이러한 문제를 극복하기 위해, 종래 포토레지스트 물질의 박막층(thinner layer)(장파장 리소그래피에서 사용하는 두께와 관련)이 단파장 리소그래피와 함께 사용되어 왔다. 그러나 포토레지스트 물질의 박막층은 에칭시 특히 문제가 있다.무엇보다도 박막층을 사용하게 되면 패턴 충실도가 낮아지고 박막이 불안정해지며 이미지 형성 성능이 저하된다.
따라서 종래 포토레지스트 물질의 사용을 DUV(deep UV) 또는 EUV(extreme UV) 범위의 단파장 리소그래피까지 효과적으로 확장시킬 수 있는 시스템 및 방법이 필요하다. 또한, 종래 리소그래피 기술, 물질 또는 장비에 대한 광범위한 변경 없이 단파장 리소그래피의 패턴 해상도를 달성하는 패턴 형성방법이 필요하다. 또한, 자기정렬을 제공하고 마스크 오버레이(mask overlay)가 필요없는 공정이나 방법이 필요하다.
본 발명은 자기정렬 패턴 형성방법에 관한 것으로, 특히 종래 자외선(UV) 리소그래피에서 얻을 수 있는 해상도보다 더 작은 해상도를 달성할 수 있는 이중 파장을 이용한 자기정렬 패턴 형성방법에 관한 것이다.
첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명에 의해 바람직한 실시예를 좀 더 완벽하게 이해할 수 있을 것이다. 도면에서 동일한 도면부호는 동일한 부분을 나타낸다.
도 1은 실리콘 웨이퍼 기판 위의 리소그래피 포토레지스트층의 단면도.
도 2는 친지질성 포토레지스트층 위에 오가노트리알콕시실란, 광염기 생성제 및 물 촉매량의 박막의 단면도.
도 3은 파장 λ1의 제 1노광단계를 보여주는 도 2의 집적회로의 부분 단면도.
도 4는 파장 λ1의 제 1노광단계에서 광염기 생성제와 물 촉매량으로부터 광생성된 염기에 의해 오가노트리알콕시실란층의 노광부분이 중합된 것을 보여주는 도 3의 집적회로의 부분 단면도.
도 5는 자기정렬 패턴 형성단계, 이어서 중합되지 않은 오가노트리알콕시실란을 물/메탄올 용제로 세정하여 제거하는 단계를 보여주는 도 4의 집적회로의 부분 단면도.
도 6은 자기정렬 패턴 형성단계, 이어서 중합된 오가노트리알콕시실란층을 베이킹하는 단계를 보여주는 도 5의 집적회로의 부분 단면도.
도 7은 파장 λ2의 노광단계를 보여주는 도 6의 집적회로의 부분 단면도.
도 8은 노광 후 베이킹 단계를 보여주는 도 7의 집적회로의 부분 단면도.
도 9는 현상 단계를 보여주는 도 8의 집적회로의 부분 단면도.
도 10은 150nm-200nm까지 대표적 오가노트리알콕시실란의 흡수율 변화를 나타낸 그래프.
한 실시예는 집적회로 제작공정에 관한 것이다. 이 공정은 기판 위에 제공되는 포토레지스트 물질을 제 1리소그래피 파장의 제 1광에 노광하는 단계와, 마스크나 레티클 위에 제공되는 패턴에 따라 포토레지스트 물질의 상부를 선택적으로 변형시키는 단계를 포함한다. 이 공정은 포토레지스트 물질을 제 2리소그래피 파장의 제 2광에 노광하는 단계를 더 포함한다. 제 1리소그래피 파장은 제 2리소그래피 파장보다 작다. 포토레지스트 물질의 변형된 상부는 제 2광에 대해 불투명하다.
다른 실시예는 집적회로 제작 시스템에 관한 것이다. 이 시스템은 제 1리소그래피 파장의 제 1광을 제공하는 제 1광원 및 제 2리소그래피 파장의 제 2광을 제공하는 제 2광원을 포함한다. 이 시스템은 포토레지스트층에 포함된 자기정렬 마스크를 더 포함한다. 자기정렬 마스크는 패턴화된 마스크나 레티클에 따라 제 1리소그래피 파장의 제 1광에 노광되어 형성된다.
또 다른 실시예는 현재 사용되는 DUV-248nm 및 DUV-193nm 포토레지스트의 사용을 157nm, 127nm 및 13.4nm 리소그래피 범위로 확대하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 제 1리소그래피 파장의 제 1광을 제공하는 단계를 포함한다. 이 방법은 마스크나 레티클 위의 패턴에 따라 기판 위에 제공되는 포토레지스트층의 상부를 변형시키는 단계를 더 포함한다. 포토레지스트층의 변형된 상부는 제 1광이 입사되어 중합된 적어도 하나의 영역을 포함한다. 변형된 상부는 마스크나 레티클의 패턴으로 되어 있다.
도 1 내지 도 10에서, 포토레지스트 물질 위에 패턴을 자기정렬하는 실시예를 설명한다. 이 실시예는 제 1파장 λ1(두 파장 중 짧은 것)의 한계 해상도보다 작은 서브 리소그래피 패턴 해상도를 제공한다.
도 1을 참조하면, 유리한 공정으로 이루어진 제 1노광단계가 집적회로(IC) 부분에 수행된다. 그 부분은 기판(12) 위에 제공되는 포토레지스트층(14)을 포함한다. 기판(12)은 IC 웨이퍼, 반도체 물질, 절연물질, 전도물질, 나열된 물질 위에 있는 층 또는 베이스층일 수 있다. 기판(12)은 산업표준 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 기판(12)은 본 명세서에서 기재된 것으로만 한정되지는 않는다.
기판(12)은 상부층의 위아래에 있는 절연층, 전도층 또는 반도체층을 포함할 수 있다. 절연층, 전도층 또는 반도체층은 기판(12) 위 또는 기판(12) 위에 있는 층 위에서 증착되거나 성장될 수 있다. 층(14)이 직접 기판(12) 위에 있는 것으로 도시되어 있지만, 베이스층, 중간층, 반사방지 코팅 또는 다른 층 위에 제공될 수 있다.
포토레지스트층(14)은 제 1광원(18)(도 3)의 전자기적 방사에 따라 광화학적 반응을 하는 것을 선택한다. 포토레지스트층(14)은 종래의 어떤 포지티브 포토레지스트 물질이라도 될 수 있다. 포토레지스트층(14)은 193nm 또는 248nm 파장의 감광 친지질성 중합물질(photosensitive lipophilic polymeric material)로 구성되며 스핀 코팅에 의해 100-500nm의 두께의 기판(12)에 적절한 광산 생성제(photoacid generator)가 도포되는 것이 바람직하다.
제 1광원(18)은 전자기적 방사원의 어느 것이라도 될 수 있다. 제 1광원(18)은 단파장의 방사를 제공하는 단일 광원이나 다중 광원이 될 수 있다. 제 1광원(18)은 DUV(193nm, 248nm)이나 진공 자외선(157nm, 126nm) 또는 EUV(11.4nm, 13.4nm) 범위의 단파장 방사를 제공하는 것이 바람직하다. 방사(16)의 단파장 λ1(리소그래피 단파장이라고도 함)은 화학식(1)에 나타난 것처럼, o-니트로벤조일 카르밤산염(o-nitrobenzoyl cabamate)과 우레탄(urethane), o-아실록심(o-acyloxime), 벤조인 카르밤산염(benzoin carbamate), 옥심-우레탄(oxim-urethane) 등 광염기 생성제(photobase generator: PBG) 그리고 물 촉매량(catalytic amountof water) 하에서 아릴트리에톡시실란(aryltiethoxysilane) 등의 오가노트리알콕시실란 모노머(organotrialkoxysilane monomer)를 중합시킬 수 있다.
R=아릴기
제 1광원(18)은 F2엑시머 레이저(157nm), XeCl 레이저, ArF 엑시머 레이저(193nm), KrF 레이저(248nm), 레이저 생성 Xe 플라즈마(13.4nm, 11.4nm), 방전 플라즈마(13.4nm, 11.4nm) 등의 레이저 광원이거나 전자빔, 이온빔, 감마선 등의 다른 방사원이 될 수 있다. 광원(18)은 아르곤 레이저와 같이, 여러 파장 범위에서 2 이상의 파장을 방출하는 레이저 광원으로 될 수도 있다.
광원(18)으로부터의 방사(16)가 마스크나 레티클(20)을 통해 마스크나 레티클(20) 위의 패턴에 따라 포토레지스트층(14)에 제공된다. 마스크나 레티클(20)은 유리기판(예를 들어, 융해된 실리카) 및 불투명 물질(예를 들어, 크롬)을 포함한 종래 마스크나 레티클이다. 도시되지는 않았지만, 마스크(20) 위의 이미지를 포토레지스트층(14)으로 옮기기 위해, 광원(18)과 포토레지스트층(14) 사이에 광학시스템(예를 들면, 한 개 이상의 렌즈 어셈블리)과 같은 다른 구성요소나 장비가 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 광염기 생성제가 있는 아릴알콕시실란 모노머(arylalkoxysilane monomer)의 박막(15)(도 2)과 물 촉매량이 친지질성 포토레지스트층(14) 위에 도포되고 단파장 광 λ1에 노출된다. 필요하면, 헥사메틸디실라잔(hexamethyldisilazane)과 같은 부착 촉진제의 단일층이 포토레지스트 위에 도포되어 아릴알콕시실란 모노머가 포토레지스트에 잘 부착되도록 할 수 있다. 아릴알콕시실란 모노머의 예로 페닐-t-부틸-에테르 트리에톡시실란(phenyl-t-butyl-ether triethoxysilane), 1-페닐-1-페닐-t-부틸에테르 디에톡시실란, 벤질-t-부틸에테르 트리에톡시실란이 있다. 이 모노머는 원하는 특성에 맞추어 결합되거나 혼합될 수 있다. 바람직하게, 모노머는 Si 원자와 연관된 결합을 가질 수 있다. Si 원자는 활성화되어 단파장 노광 및 후속의 현상에 의해 중합화를 촉진할 수 있다. 모노머는 파장에 따른 광흡수율 프로파일을 가지고 있는데, 흡수율은 단파장에서 낮아서 현재의 해상도 목표를 달성하고, 종래의 레지스트가 민감하게 반응하는 장파장에서는 높다. 이런 특성이 바람직하지만, 청구범위에서 명시적으로 요구하지 않는다면 청구범위에 속하는 포토레지스트 물질에 이 특성이 반드시 요구되는 것은 아니다.
포토마스크(20)를 통해 노광이 되면, 광염기 생성제가 광염기를 생성하고, 이것은 박막(15)의 노출부분에서 물의 존재 하에 아릴알콕시실란 모노머의 중합을 촉진한다(도 3, 도 4). 아릴알콕시실란 모노머(영역 19 참조)가 157nm에서 투명한 반면, 폴리(아릴알콕시실란)는 불투명하다(영역 17). 폴리(아릴알콕시실란)의 흡수율이 157nm보다 193nm에서 더 크다(도 10 참조).
물/메탄올 혼합물로 아릴알콕시실란/폴리(아릴알콕시실란층(영역 17, 19를 포함하는 층(15))를 세정하여 비노광 부분의 중합되지 않는 아릴알콕시실란 모노머를 제거함으로써, 박막(15)의 노광부분에서 폴리(아릴알콕시실란)(영역 17)를 남긴다(도 5). 적당한 온도로 베이킹(baking)하여 잔존하는 용제를 제거하면 폴리(아릴알콕시실란) 상층이 남고, 이것은 후속하는 노광단계를 위한 마스크로서의 역할을 하게 된다(도 6).
장파장 λ2으로 자기정렬 마스크/포토레지스트 결합층(14, 15)에 노광하면 자기정렬 마스크 형태에서 포토레지스트층의 마스크되어 있지 않은 부분(21)이 변형된다. 종래 사후 베이킹을 수행하고, 이어서 테트라메틸암모늄 히드록사이드(teramethylammonium hydroxide)(TMAH)와 같은 수성 염기(aqueous base)에서 용제 현상이 수행되어, 포트레지스트의 노광부분을 세정하여, 포토레지스트의 비노광 부분(23)의 자기정렬 마스크된 패턴을 남긴다.
포토레지스트층(14)은 장파장(365nm, 248nm, 193nm) 자외선의 방사에 투명하고 단파장(157nm, 126nm, 13.4nm)에 거의 또는 반정도 투명한 포지티브 포토레지스트이다. 예를 들면, 포토레지스트층(14)은 스미토모 케미칼(Sumitomo Chemical)의 PAR720TM, PAR707TM등 종래 193nm 리소그래피에서 사용된 포토레지스트거나 시플리(Shipley)의 UV110TM(환경적으로 안정적이고 화학적으로 강화된 포토레지스트(ESCAP)) 등 종래 248nm 리소그래피에서 사용된 포토레지스트일 수 있다.
박막(15)과 포토레지스트층(14)은 두 개의 구별되고 분리된 층을 가지는 두층의 포토레지스트를 형성한다. 상부층(15)은 중합되어 하부층(14)이 민감하게 반응하는 장파장에 불투명하게 된다. 하부층은 종래 포토레지스트층일 수 있고, 상부층과 달리 하부층은 단파장에 의해 효과적으로 패턴화될 수 없다.
도 3의 제 1노광단계 후, 층(14)의 중합된 영역(17)에 의해 표시되는 바와 같이, 마스크(20)로부터 패턴 이동이 발생한다. 중합 영역(17)은 방사(16)의 단파장의 대략 반파장 정도의 패턴 해상도를 가진다. 계속해서, 157nm 방사에 노광되어 생성된 중합 영역(17)은 약 72-157nm의 패턴 해상도를 갖는다. 126 또는 13.4nm 파장의 방사(16)에 의해 각각 대략 63-126nm 또는 6.7-13.4nm 해상도를 갖게 된다.
중합 영역(17)은 포토레지스트층(14)을 노광하는데 종래 사용된 장파장(예를 들어, 365, 248, 198nm)의 방사에 불투명하다. 그러한 불투명 성질에 의해 중합 영역(17)이 부분(10)을 포함하는 장파장 노광단계에서 자기정렬 마스크나 레티클로서 기능한다(도 7).
제 2노광단계(도 7)에서, 마스크(20)(도 3)가 패턴을 더 이상 부분(10)으로 옮길 필요가 없다. 대신에, 박막(15)의 중합 영역(17)이 마스크(20)에 의해 제공된 패턴이나 이미지의 자기정렬 마스크로서 기능한다. 제 2광원(28)은 리소그래피 또는 노광 장파장(예를 들어, 248nm)의 방사(30) 노광을 제공한다. 층(14)의 노광 영역(즉, 중합 영역(17)이 없는 영역)이 방사(30)에 투명하고 광화학적 반응을 일으켜 녹을 수 있도록(도 8에서 영역(21)이 녹음) 방사(30)의 파장과 층(14)을 선택하고, 반면 중합 영역(17) 아래에 있는 영역은 중합 영역(17)의 불투명성에 따라 방사(30)에 노광되지 않아 녹지 않고 그대로 남아 있게 된다(도 8에서 영역(23)이 녹지 않음).
제 1 및 제 2광원(18, 28)은 두 개의 파장(자외선 리소그래피 단파장 및 장파장)을 방사하는 동일한 광원이 될 수 있다. 광원(28)은 엑시머 레이저, ND:YAG 레이저, 주파수 증폭 ND:YAG 레이저, He-Ne 스캐닝 레이저, 기타 다른 광원이 될 수 있다. 또한, 층(14)에 원하는 방사(30)를 제공하기 위해, 광원(28)과 부분(10) 사이에 부가적인 구성요소나 장비를 제공할 수도 있다.
따라서, 제 2노광단계 후, 마스크(20)의 패턴이나 이미지 전체가 제 1노광단계에 의해 결정된 해상도로 포토레지스트층(14)으로 옮겨진다. 층(14)의 노광 영역은 녹는 영역(21)이고, 층(14)의 비노광 영역(23)은 중합 영역(17)에 의해 녹지 않는 영역이 된다(도 8, 9 참조). 현상 단계에서, 층(14)의 녹는 영역이 제거되어, 교차결합된 영역(17) 및 층(14)의 녹지 않는 영역(23)이 기판(12)에 남게 된다(도 9). 현상 단계에서는 층(14)을 이루는 물질을 현상하기 위해 종래 사용된 현상액을 사용한다. 예를 들어, 248nm 리소그래피에서 사용하는 포토레지스트는 영역(21)을 제거하기 위해 0.24N 테트라메틸암모늄 히드록사이드 현상액을 사용할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 중합 영역(17)은 리소그래피 단파장 방사에 노광 시 불용화된다. 중합 영역(17)은 제 2노광단계에서 마스크로서 기능하는 한 리소그래피 장파장 방사에 노광 시 추가적인 화학적 변화를 일으킬 수 있다는 점을 알아야 한다. 중합 영역(17)은 현상 단계 후 잔존하여, 에칭 단계, 부분(10)을 포함하는 증착 단계 등의 후속 처리에 도움을 준다. 영역(17)은 이방성 에칭 동안 포토레지스트층에 관련된 상부층의 에칭 안정성을 향상시킬 수 있다. 왜냐하면 영역(17)은플라즈마 에칭 상태에서 이산화규소(SiO2)로 바뀔 수 있기 때문이다.
이런 방법으로, 종래 장비 및 물질을 사용하여 소형 패턴 해상도를 달성할 수 있는 유리한 방안을 설명하였다. 순차적으로 다른 파장의 방사를 이용하여, 즉 리소그래피 단파장에 이어서 장파장을 이용하여, 장파장 리소그래피에서 사용된 포토레지스트가 단파장의 방사로 패턴화될 수 있다. 또한, 패턴 해상도는 장파장 리소그래피에서 얻을 수 있는 해상도보다 좋으며, 패턴 해상도는 단파장 정도의 해상도를 가진다. 또한, 패턴 공정에서 생성된 자기정렬 마스크를 통해 마스크 오버레이나 정렬 문제가 제거된다.
도 10을 보면, 파장에 대한 아릴실록산(arylsiloxane) 물질의 흡수율이 나타나 있다. 선(102)은 Y축(110)과 x축(108)(파장 λ1)에서 흡수율(1/μm)을 나타낸다. 선(12)은 폴리(1-페닐-1-페닐-t-부틸에테르 실록산)의 흡수율, 선(104)은 폴리(페닐-t-부틸에테르 실록산)의 흡수율, 선(106)은 폴리(벤질-t-부틸에테르-실록산)의 흡수율을 나타낸다. 157nm에서의 흡수율에 대한 198nm에서의 흡수율의 변화 또는 차이에 의해 월등한 리소그래피 공정이 가능하게 된다.
바람직한 실시예와 특정 예들이 기술되어 있으나, 이것은 설명을 위한 것이며 여기서 설명한 상세한 내용에 한정되는 것이 아님에 유의한다. 예를 들어, 광의 특정 파장이 기술되어 있지만, 다른 파장이 사용될 수 있다. 청구범위을 벗어나지 않고 균등 범위 내에서 다양한 변형이 가능할 수 있다.

Claims (10)

  1. 기판 위에 아릴알콕시실란(15)을 포함하여 제공된 포토레지스트 물질(14)을 제 1리소그래피 파장(λ1)의 제 1방사(16)로 노광하는 단계와,
    마스크나 레티클에 제공된 패턴에 따라 상기 포토레지스트 물질(14)의 상부를 선택적으로 변형하는 단계와,
    상기 포토레지스트 물질(14)을 제 2리소그래피 파장(λ2)의 제 2방사(30)로 노광하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1리소그래피 파장(λ1)은 상기 제 2리소그래피 파장(λ2)보다 짧고 상기 포토레지스트 물질(14)의 변형된 상부는 상기 제 2리소그래피 파장(λ2)에 불투명한 것을 특징으로 하는 집적회로 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1리소그래피 파장은 157nm, 126nm, 13.4nm를 포함하는 파장으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 집적회로 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2리소그래피 파장은 365nm, 248nm, 193nm를 포함하는 파장으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 집적회로 제조방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1방사의 노광단계는 상기 제 2방사의 노광단계 전에 수행되는 것을 특징으로 하는 집적회로 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2방사의 노광단계를 위한 자기정렬 마스크로서 상기 포토레지스트 물질(14)의 변형된 상부를 제공하는 것을 특징으로 하는 집적회로 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 포토레지스트 물질의 변형된 상부는 중합된 오가노트리알콕시실란 물질로 이루진 것을 특징으로 하는 집적회로 제조방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 변형된 상부의 두께는 적어도 10nm인 것을 특징으로 하는 집적회로 제조방법.
  8. 상기 제 1리소그래피 파장(λ1)의 제 1방사를 제공하는 제 1광원(18)과,
    상기 제 2리소그래피 파장(λ2)의 제 2방사를 제공하는 제 2광원(28)과,
    포토레지스트층(14)에 포함되며, 패턴화된 마스크나 레티클에 따라 상기 제 1리소그래피 파장의 제 1방사에 의해 노출되어 형성되는 자기정렬 마스크를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 집적회로 제조 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 자기정렬 마스크는 적어도 하나의 아릴알콕시실란층(15)의 교차결합된 및/또는 중합된 영역(17)을 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로 제조 시스템.
  10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,
    상기 자기정렬 마스크는 상기 포토레지스트층(14) 위에 위치하고 10-10000nm 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 집적회로 제조 시스템.
KR10-2004-7012948A 2002-02-27 2003-02-21 이중 파장을 이용한 자기정렬 패턴 형성 방법 Ceased KR20040094706A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/083,914 2002-02-27
US10/083,914 US6764808B2 (en) 2002-02-27 2002-02-27 Self-aligned pattern formation using wavelenghts
PCT/US2003/004960 WO2003073165A2 (en) 2002-02-27 2003-02-21 Self-aligned pattern formation using dual wavelengths

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20040094706A true KR20040094706A (ko) 2004-11-10

Family

ID=27753386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2004-7012948A Ceased KR20040094706A (ko) 2002-02-27 2003-02-21 이중 파장을 이용한 자기정렬 패턴 형성 방법

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6764808B2 (ko)
EP (1) EP1478978B1 (ko)
JP (1) JP2005519456A (ko)
KR (1) KR20040094706A (ko)
CN (1) CN1299166C (ko)
AU (1) AU2003211152A1 (ko)
DE (1) DE60329371D1 (ko)
TW (1) TWI278013B (ko)
WO (1) WO2003073165A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101023077B1 (ko) * 2008-10-27 2011-03-24 주식회사 동부하이텍 마스크 패턴 형성 방법

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10138105A1 (de) * 2001-08-03 2003-02-27 Infineon Technologies Ag Fotolack und Verfahren zum Strukturieren eines solchen Fotolacks
US7501230B2 (en) * 2002-11-04 2009-03-10 Meagley Robert P Photoactive adhesion promoter
DE10309266B3 (de) * 2003-03-04 2005-01-13 Infineon Technologies Ag Verfahren zum Bilden einer Öffnung einer Licht absorbierenden Schicht auf einer Maske
DE10310781A1 (de) * 2003-03-12 2004-09-30 Infineon Technologies Ag Verfahren zum Betreiben eines Mikroprozessors und eine Mikroprozessoranordnung
US7265366B2 (en) * 2004-03-31 2007-09-04 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
WO2006085741A1 (en) 2005-02-09 2006-08-17 Stichting Dutch Polymer Institute Process for preparing a polymeric relief structure
WO2006120896A1 (ja) * 2005-05-02 2006-11-16 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. ポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法
US20070166649A1 (en) * 2006-01-18 2007-07-19 Cheng-Hung Yu Method of forming a micro device
CN100465666C (zh) * 2006-01-24 2009-03-04 联华电子股份有限公司 微元件制作方法
JP2007287928A (ja) * 2006-04-17 2007-11-01 Nec Electronics Corp 半導体集積回路およびその製造方法ならびにマスク
JP4660826B2 (ja) * 2006-08-18 2011-03-30 山栄化学株式会社 レジストパターンの形成方法
US7863150B2 (en) * 2006-09-11 2011-01-04 International Business Machines Corporation Method to generate airgaps with a template first scheme and a self aligned blockout mask
US9977339B2 (en) 2014-01-27 2018-05-22 Tokyo Electron Limited System and method for shifting critical dimensions of patterned films
WO2016025210A1 (en) 2014-08-13 2016-02-18 Tokyo Electron Limited Critical dimension control in photo-sensitized chemically-amplified resist
US11294273B2 (en) * 2019-10-25 2022-04-05 Innolux Corporation Mask substrate and method for forming mask substrate

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0098922A3 (en) 1982-07-13 1986-02-12 International Business Machines Corporation Process for selectively generating positive and negative resist patterns from a single exposure pattern
US4810601A (en) * 1984-12-07 1989-03-07 International Business Machines Corporation Top imaged resists
NL8500455A (nl) 1985-02-18 1986-09-16 Philips Nv Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting, waarbij een fotolakmasker wordt gevormd met behulp van een twee-laags-laksysteem.
JPH02269353A (ja) 1988-10-28 1990-11-02 Hewlett Packard Co <Hp> フォトリソグラフィーによる半導体の製造方法
US5180655A (en) * 1988-10-28 1993-01-19 Hewlett-Packard Company Chemical compositions for improving photolithographic performance
JP3192879B2 (ja) * 1994-07-28 2001-07-30 トヨタ自動車株式会社 セラミックス製バタフライ弁およびその製造方法
JPH09319097A (ja) * 1996-01-16 1997-12-12 Sumitomo Chem Co Ltd レジストパターンの形成方法
JP3373147B2 (ja) * 1998-02-23 2003-02-04 シャープ株式会社 フォトレジスト膜及びそのパターン形成方法
FR2812450B1 (fr) 2000-07-26 2003-01-10 France Telecom Resine, bi-couche de resine pour photolithographie dans l'extreme ultraviolet (euv) et procede de photolithogravure en extreme ultraviolet (euv)
AU2003229045A1 (en) 2002-05-13 2003-11-11 D. Russell Pflueger Spinal disc therapy system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101023077B1 (ko) * 2008-10-27 2011-03-24 주식회사 동부하이텍 마스크 패턴 형성 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP1478978A2 (en) 2004-11-24
TW200303573A (en) 2003-09-01
WO2003073165A3 (en) 2003-10-16
JP2005519456A (ja) 2005-06-30
CN1620634A (zh) 2005-05-25
EP1478978B1 (en) 2009-09-23
DE60329371D1 (de) 2009-11-05
WO2003073165A2 (en) 2003-09-04
TWI278013B (en) 2007-04-01
AU2003211152A1 (en) 2003-09-09
US20030162135A1 (en) 2003-08-28
US6764808B2 (en) 2004-07-20
CN1299166C (zh) 2007-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9012132B2 (en) Coating material and method for photolithography
KR100639680B1 (ko) 반도체 소자의 미세 패턴 형성방법
US7829269B1 (en) Dual tone development with plural photo-acid generators in lithographic applications
JP3355239B2 (ja) パターンの形成方法
US5455145A (en) Method of manufacturing double layer resist pattern and double layer resist structure
KR20040094706A (ko) 이중 파장을 이용한 자기정렬 패턴 형성 방법
KR20010015280A (ko) 포토레지스트패턴의 형성방법
US7662542B2 (en) Pattern forming method and semiconductor device manufacturing method
KR20000073111A (ko) 포토레지스트 패턴의 형성방법
KR100396193B1 (ko) 패턴의 형성방법
JP3638266B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR100261162B1 (ko) 반도체소자의 패터닝 방법
US20060040216A1 (en) Method of patterning photoresist film
JPH11167205A (ja) 化学増幅ポジ型レジスト
KR940011204B1 (ko) 미세패턴 형성방법
KR20020000351A (ko) 반도체소자의 미세패턴 형성방법
KR100272519B1 (ko) 반도체소자의 패터닝방법
KR100772784B1 (ko) 이유브이 노광 공정용 위상반전 마스크 및 그 제조 방법
KR100596276B1 (ko) 감광막 패턴 형성 방법
CN118192158A (zh) 光刻膜层堆叠及光刻方法
US20030073039A1 (en) Method of forming a patterned photoresist with a non-distorted profile
JPH07142365A (ja) 多層レジストパターンの形成方法
JPH10223503A (ja) レジストパターン形成方法
JPH06349724A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH05291130A (ja) 多層レジスト法及び半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20040819

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
AMND Amendment
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20080220

Comment text: Request for Examination of Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20090622

Patent event code: PE09021S01D

AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20100122

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20090622

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I

J201 Request for trial against refusal decision
PJ0201 Trial against decision of rejection

Patent event date: 20100423

Comment text: Request for Trial against Decision on Refusal

Patent event code: PJ02012R01D

Patent event date: 20100122

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PJ02011S01I

Appeal kind category: Appeal against decision to decline refusal

Decision date: 20110926

Appeal identifier: 2010101003042

Request date: 20100423

AMND Amendment
PB0901 Examination by re-examination before a trial

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event date: 20100524

Patent event code: PB09011R02I

Comment text: Request for Trial against Decision on Refusal

Patent event date: 20100423

Patent event code: PB09011R01I

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event date: 20090922

Patent event code: PB09011R02I

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event date: 20080220

Patent event code: PB09011R02I

B601 Maintenance of original decision after re-examination before a trial
PB0601 Maintenance of original decision after re-examination before a trial

Comment text: Report of Result of Re-examination before a Trial

Patent event code: PB06011S01D

Patent event date: 20100701

J121 Written withdrawal of request for trial
PJ1201 Withdrawal of trial

Patent event code: PJ12011R01D

Patent event date: 20110926

Comment text: Written Withdrawal of Request for Trial

Appeal identifier: 2010101003042

Request date: 20100423

Appeal kind category: Appeal against decision to decline refusal

Decision date: 20110926