초임계 이산화탄소를 사용한 포토레지스트의 붕괴 없는 패턴 건조

Abstract

반도체 공정에서 높은 종횡비의 미세한 포토레지스트 패턴을 제작할 때, 기존의 습식 공정에서는, 현상 후 공정에서 DI-water를 사용하게 된다. 이때 물의 높은 표면장력에 의하여 미세 패턴 내부에서 모세관 압이 발생하여 건조과정에서 패턴이 붕괴하는 문제점이 발생한다. 따라서, 이를 해결하기 위하여 표면 장력이 0에 가까운 초임계 이산화탄소를 계면활성제와 함께 건조 공정에 사용하였다. 이러한 초임계 이산화탄소와 다양한 계면활성제의 사용을 통해 패턴 내부의 모세관 압에 의한 패턴 붕괴를 효과적으로 감소시킬 수 있었다. 또한 다양한 계면활성제 중 EO 그룹을 가지고 있는 계면활성제와 암모늄 염을 포함하고 있는 계면활성제는 본 연구에서 사용된 KrF 포토레지스트와의 적합성이 낮은 것을 알았다.

Several CO₂-soluble surfactants were investigated as possible agents to remove rinse water from aqueous-based photoresists utilizing the supercritical carbon dioxide (scCO₂) drying process. Hydrocarbon and fluorocarbon surfactants having a short chain length and polymeric surfactants based on block and random copolymers were selected for this study. A hybrid type KrF photoresist having 130-140 nm (line-space), with an aspect-ratio of 3.8 were used as a model. Though some of the surfactants are not compatible with the resists, others were found be highly efficient in removing the rinse water from the resist. Scanning electron microscopic (SEM) images confirmed that the positive resist patterns were preserved without any deformation or damage by rinsing with de-ionized water followed by utilizing surfactants-aided scCO₂ drying.