| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2004년 가을 (11/05 ~ 11/05, 인하대학교) |
| 권호 | 10권 2호 |
| 발표분야 | 반도체I(실리콘) |
| 제목 | ArF lithography에서 발생하는 patterning issue를 극복하기 위한 new lithography 방법에 대한 연구 |
| 초록 | 반도체 제조 공정에서 193nm ArF lithography의 등장은 90nm 이하 제품의 patterning을 가능하게 하였으나, KrF PR 대비 ArF PR은 plasma 내에서 선택비 저하 및 Pattern transfer를 위해 필요로 하는 3000Å 이상의 임계값을 하향 돌파하는 PR 두께 감소에 따른 Pattern collapse 및 Pattern degradation 같은 patterning issue로 인해 90nm 미만 Line & Space 형성에 결정적인 저해 요인이 되고 있다. 이에 따라 ArF lithography에서 발생하는 patterning issue를 극복하기 위한 new lithography scheme 의 필요성이 대두 되었으며 이러한 목적에 부합하는 기술로 bilayer, MLR(Multi Layer Resist), APF(Advanced Patterning Film) 등을 들 수 있는데, 본 연구는 이중에서 실제 90nm 이하급 제품에 장착하여 안정적인 공정 특성을 확보한 APF 일종인 ACL(Amorphous Carbon Layer) 공정과 최근에 ACL 대체 공정으로 관심이 부각되고 있는 Bilayer 공정에 대한 연구 결과에 대해 논하였다. ACL은 O2 ashing에 의해 쉽게 제거되므로, hard mask로 사용 후 쉽게 제거할 수 있으며, 기존 PR 대비 etch 내성이 강하여 silicon oxide나 silicon nitride에 대한 etch 선택비를 2배 이상 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점은 ArF PR에서의 PR degradation 이슈를 효과적으로 개선하여 Active나 Gate 같은 L/S Pattern에서 가장 중요한 LER(line edge roughness) 개선을 통한 CD 산포 개선과 PR에 대한 ETCH 마진을 확보하여 Contact Pattern에서 Top CD 벌어짐 현상등을 개선할 수 있었다. 결국 90nm 이하 제품에 적용중인 ArF lithography에서 발생하는 patterning issue를 효과적으로 극복할 수 있었다. 또한 현재 80nm 급에서 single layer resist를 대체하기 위해 개발된 Bilayer 공정은 구조면에서 Si 을 함유한 top PR과 organic layer를 bottom layer로 하는 2중 구조로 되어 있어 single layer와 동일하며, 공정 sequence상 MLR 및 APF scheme 공정과 비교시 경쟁력이 있어 ACL 대체 공정으로 개발중인 공정으로서, 고선택 dry development 공정 확보를 통해 90nm 급 이하 제품의 L/S patterning에 대한 가능성을 확보할 수 있었다. |
| 저자 | 황재성, 안진호 |
| 소속 | 한양대 |
| 키워드 | ArF Lithography; Amorphous Carbon Layer; Bilayer |
