ＥＵＶ 네가티브 톤 포토레지스트용의 저-탈기 및비-가교결합 중합체류 document_id A220623030839

일반적으로, 최신의 집적 회로는 기판 상에 제조된 여러 층의 상호연결 구조를 함유한다. 상기 기판은 상호연결 구조에 의해 연결되는 활성 디바이스 및/또는 전도체를 가질 수 있다. 이들 디바이스가 점점 작아짐에 따라, 포토리소그래피를 통한 미세 패턴화에 대한 필요성이 점점 더 중요해지고 있다. 현세대의 디바이스에 요구되는 미세 패턴을 얻기 위해, KrF(248nm) 및 ArF(193nm) 레이저가 사용되고 있다. 디바이스의 치수는 계속 축소될 것이고, 심지어 보다 짧은 파장, 예컨대 EUV(13.4nm)를 필요로 할 수 있다. 보다 짧은 파장의 광원을 사용하여 보다 작고 보다 미세한 패턴을 얻기 위해, 신형 포토레지스트가 요구될 것이다. 차세대 포토레지스트의 디자인은 EUV 수단(예, 플레어(flare))의 한계에 의해 지배될 수 있다. 극자외선(EUV) 스테퍼(stepper)를 사용하여 13.4nm 파장의 방사선에 포토레지스트를 노광시키는 경우, 광학기기의 중간 주파수 조도는 플레어를 일으킬 것이다. 광원이 반사형 광학기기에서 반사되고 마스크를 통과하여 포토레지스트 물질을 노광시키는 경우 플레어가 생성되고, 이는 공간 이미지(aerial image)의 콘트라스트를 감소시킬 것이다. 발생할 수 있는 플레어의 양을 계산하고 그에 따라 마스크 CD를 스케일링하여 소량의 플레어를 보정할 수 있지만, 보다 많은 양의 플레어의 경우에는 다른 방법이 필요하다. 특히 다층의 경우, 한가지 방법은 네가티브 톤 레지스트를 사용하는 것인데, 이는 플레어의 양이 마스크를 통과하는 광의 양에 비례하기 때문이다. 포지티브 톤 포토레지스트(positive tone photoresist)는 광에 노출되면 현상액에 보다 잘 용해되지만, 네가티브 톤 포토레지스트는 광에 노출되면 현상액에 덜 용해된다. 따라서, 네가티브 포토레지스트를 다층에서 사용하는 경우, 명 필드(bright field) 마스크 대신 암 필드(dark field) 마스크를 사용하여 암 필드 패턴을 만들 수 있다. 암 필드 마스크를 사용함으로써, 하부층에 대한 플레어의 영향은 현저히 감소될 수 있다. 현재의 네가티브 톤 포토레지스트는 포토레지스트의 노광된 부분이 베이스 현상액에 덜 용해되게 만드는 가교결합 메카니즘을 이용한다. 가교결합이 발생됨에 따라, 중합체의 분자량은 감소될 것이다. 그러나, 용해도의 변화가 분자량의 변화에 의해 좌우되고, 레지스트와 현상제간의 상호작용이 여전히 매우 우세하기 때문에 팽창이 발생할 수 있다. 레지스트 구조의 팽창은 올바른 패턴 전사를 방지하고, 해상도에 영향을 미칠 것이다. 이러한 한계로 인해, 현상 공정 동안 팽창되지 않고, 이로 인해 암 필드 마스크를 사용하여 패턴화에서 플레어의 효과를 감소시켜주는 네가티브 톤 포토레지스트가 요구되고 있다.