KR20030048215A - Method for forming fine damascene pattern - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for forming a fine damascene pattern in a semiconductor device is provided to easily obtain the fine damascene pattern of 0.13 micro meter below by reflowing resist. CONSTITUTION: A resist pattern having a space pattern of the first width(A) is formed on a semiconductor substrate(1). Reflowing process is performed to the resist pattern so as to form a reflowing resist pattern(2a) having a space pattern of the second width(B). At this time, the second width(B) is narrower than the first width(A). The resist reflow processing is carried out by heating using oven or hot plate at the temperature of 50-250°C.

Description

미세 다마신 패턴 형성방법{METHOD FOR FORMING FINE DAMASCENE PATTERN}Method for forming fine damascene pattern {METHOD FOR FORMING FINE DAMASCENE PATTERN}

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 레지스트 리플로우(resist reflow)를 이용하여 미세 다마신(fine damascene) 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for forming a fine damascene pattern using resist reflow.

반도체 제조 기술이 발생되면서, 0.13㎛ 이하의 반도체 제조 공정에서 점점 더 미세한 패턴을 요구하고 있다. 또한, 0.13㎛ 이하급의 반도체 제조 공정에서는 다마신(damascene) 공정을 도입하게 되었고, 이에 따라, 포토리소그라피 공정에 의해 형성되는 레지스트 패턴은 기존의 라인(line) 패턴 대신에 스페이스(space) 패턴 형태로 형성되고 있다.As semiconductor fabrication techniques are developed, increasingly finer patterns are required in semiconductor fabrication processes of 0.13 μm or less. In addition, a damascene process is introduced in a semiconductor manufacturing process of 0.13 µm or less, and thus, a resist pattern formed by a photolithography process is a space pattern instead of a conventional line pattern. It is formed.

여기서, 상기 다마신 공정은, 라인 형태의 레지스트 패턴을 이용하여 패턴 형성층을 식각하는 기존의 패턴 형성 공정과는 반대로, 스페이스 형태의 레지스트 패턴을 형성한 후에 스페이스 내에 패턴 형성층을 매립시켜 소망하는 패턴을 형성하는 방식이다.Here, the damascene process, in contrast to the conventional pattern formation process of etching the pattern formation layer using a resist pattern in the form of a line, forms a resist pattern in a space shape, and then embeds the pattern formation layer in the space to form a desired pattern. It is a way of forming.

한편, 포토리소그라피 공정에서의 미세 패턴의 구현은, 단순히, 노광장치에서 사용되는 광원을 짧은 파장의 것을 선택하는 방법으로 진행되어 왔다. 예를들어, 기존에는 G-line(λ=435㎚) 또는 I-line(λ=365㎚)의 광원이 주로 사용되어 왔는데, 상기한 광원들로는 고집적 소자에서 요구되는 미세 선폭의 패턴을 형성할 수 없으며, 그래서, 최근에는 KrF(λ=248㎚)의 광원을 이용하고 있다.On the other hand, the implementation of the fine pattern in the photolithography process has been proceeded simply by selecting a short wavelength of the light source used in the exposure apparatus. For example, conventionally, G-line (λ = 435 nm) or I-line (λ = 365 nm) light sources have been mainly used. The above light sources can form patterns of fine line widths required for highly integrated devices. Therefore, recently, a light source of KrF (λ = 248 nm) has been used.

그러나, 상기 KrF 광원을 이용한 DUV(Deep UV) 공정은 0.13㎛ 라인 패턴의 형성이 가능하기는 하지만, 광원의 분해능 한계로 인해 실질적으로 0.13㎛ 이하의 패턴 형성은 어려운 실정이다. 또한, 다마신 공정에서는 투과도가 높은 산화막 계열의 막 상에 포토리소그라피 공정을 수행해야 하기 때문에 반사방지막을 사용하더라도, 레지스트 패턴의 CD 균일도의 문제가 발생되며, 이로 인해, 미세 패턴의 형성이 어렵다.However, although the DUV (Deep UV) process using the KrF light source can form a 0.13 μm line pattern, it is difficult to form a pattern of 0.13 μm or less due to the resolution limitation of the light source. In addition, in the damascene process, since the photolithography process must be performed on the oxide-based film having high transmittance, a problem of CD uniformity of the resist pattern occurs even when an antireflection film is used, which makes it difficult to form a fine pattern.

한편, 최근들어 KrF 광원 보다 더 짧은 파장의 ArF(λ=193㎚) 광원을 이용하는 노광 기술에 제안되었으며, 실제로, 0.10㎛ 기술에서는 KrF 광원 대신에 ArF 광원을 이용한 노광 공정이 고려되고 있는데, KrF 광원을 ArF 광원으로 교체하기 위해서는 막대한 설비 투자가 요구되는 또 다른 문제점이 있다.Recently, an exposure technique using an ArF (λ = 193 nm) light source having a shorter wavelength than a KrF light source has been proposed, and in fact, an exposure process using an ArF light source instead of a KrF light source is considered in the 0.10 μm technology. In order to replace the ArF light source is another problem that requires a huge investment in equipment.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, KrF 광원을 그대로 사용하면서도 0.13㎛ 이하의 미세 다마신 패턴을 구현할 수 있는 미세 다마신 패턴 형성방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for forming a fine damascene pattern that can realize a fine damascene pattern of 0.13 μm or less while using a KrF light source as it is.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 미세 다마신 패턴 형성방법을 설명하기 위한 단면도.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a method for forming a fine damascene pattern according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 반도체 기판 2 : 레지스트 패턴1 semiconductor substrate 2 resist pattern

2a : 리플로우된 레지스트 패턴2a: Reflowed resist pattern

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미세 다마신 패턴 형성방법은, 다마신 공정을 이용한 패턴 형성 공정에서 미세 폭의 스페이스를 갖는 다마신 패턴을 형성하기 위한 방법에 있어서, 반도체 기판 상에 제1폭의 스페이스 패턴을 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제1폭 보다 작은 제2폭의 스페이스 패턴을 갖도록 상기 레지스트 패턴을 리플로우시키는 단계를 포함하며, 여기서, 상기 레지스트 리플로우는 오븐(oven) 또는 핫 플레이트(hot plate) 가열 방식을 이용해서 50∼250℃에서 수행한다.The method for forming a fine damascene pattern of the present invention for achieving the above object is a method for forming a damascene pattern having a space of fine width in a pattern formation process using a damascene process, Forming a resist pattern having a space pattern of one width; And reflowing the resist pattern to have a space pattern of a second width smaller than the first width, wherein the resist reflow is performed using an oven or hot plate heating method. It is carried out at 50 to 250 ℃.

본 발명에 따르면, 레지스트의 리플로우를 통해 스페이스 패턴의 폭을 줄임으로써, 기존의 KrF 광원을 사용하면서도 미세 다마신 패턴을 용이하게 구현할 수 있다.According to the present invention, by reducing the width of the space pattern through the reflow of the resist, it is possible to easily implement a fine damascene pattern while using a conventional KrF light source.

(실시예)(Example)

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 미세 다마신 패턴 형성방법을 설명하기 위한 공정 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a method of forming a fine damascene pattern according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 소정의 하부패턴(도시안됨)이 구비된 반도체 기판(1) 상에 레지스트의 도포, 노광 및 현상 공정을 차례로 수행하여 실제 얻고자 하는 폭 보다 큰 폭(A)의 스페이스(space)를 갖는 레지스트 패턴(2)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, a process of coating, exposing, and developing a resist on a semiconductor substrate 1 having a predetermined lower pattern (not shown) is performed in order to obtain a width larger than the actual width (A). The resist pattern 2 which has a space of ()) is formed.

그런다음, 상기 기판(1)을 오븐(oven) 또는 핫 플레이트(hot plate) 가열 방식을 이용해서 50∼250℃로 가열하고, 이를 통해, 상기 기판(1) 상에 형성된 레지스트 패턴(2)을 리플로우(Reflow)시킨다.Then, the substrate 1 is heated to 50 to 250 ° C. by using an oven or hot plate heating method, and thereby, the resist pattern 2 formed on the substrate 1 is formed. Reflow

이때, 상기 레지스트 패턴(2)이 리플로우됨에 따라, 도 1b에 도시된 바와 같이, 리플로우된 레지스트 패턴(2a)에 의해 구현되는 스페이스 패턴의 폭(B)은 이전 단계에서 형성시킨 레지스트 패턴(2)에 의해 구현되었던 스페이스 패턴의 폭(A) 보다 작아지게 된다.At this time, as the resist pattern 2 is reflowed, as shown in FIG. 1B, the width B of the space pattern implemented by the reflowed resist pattern 2a is defined by the resist pattern ( It becomes smaller than the width A of the space pattern implemented by 2).

이에 따라, 단순히 레지스트 리플로우만으로 스페이스 패턴의 CD 감소가 이루어지므로, 매우 용이하게 미세 스페이스를 얻을 수 있게 되며, 결국, 매우 용이하게 미세 다마신 패턴을 형성할 수 있게 된다.Accordingly, since the CD of the space pattern is reduced simply by resist reflow, it is possible to obtain a fine space very easily, and eventually, to form a fine damascene pattern very easily.

다시말해, 본 발명은 레지스트 패턴이 형성된 기판에 적당한 온도의 열을 가하여 레지스트 리플로우가 일어나도록 함으로써, 다마신 패턴에서의 원하는 정도의 CD 감소를 얻을 수 있으며, 이로 인해, 기존의 KrF 광원을 그대로 사용하고도 노광장치의 해상한계 이하의 다마신 패턴을 용이하게 얻을 수 있다.In other words, the present invention can obtain a desired degree of CD reduction in the damascene pattern by applying a suitable temperature of heat to the substrate on which the resist pattern is formed, so that the existing KrF light source is kept as it is. Even if it is used, the damascene pattern below the resolution limit of an exposure apparatus can be obtained easily.

도 1b에서, 점선은 리플로우 이전의 레지스트 패턴을 나타낸다.In FIG. 1B, the dotted lines represent the resist pattern before reflow.

이상에서와 같이, 본 발명은 레지스트 리플로우를 이용함으로써, 기존의 노광장치로 구현할 수 없는 미세 다마신 패턴도 용이하게 구현할 수 있으며, 이에 따라, 고집적 소자의 제조에 매우 유리하게 적용할 수 있다.As described above, the present invention can easily implement a fine damascene pattern that can not be implemented by the conventional exposure apparatus by using a resist reflow, and thus can be very advantageously applied to the manufacture of highly integrated devices.

또한, 기존의 KrF 광원을 그대로 사용하면서도 0.13㎛급 소자를 구현할 수 있기 때문에 추가적인 장비 투자 비용이 필요치 않아 비용 절감의 효과를 얻을 수 있다.In addition, since it is possible to implement a 0.13㎛ class device using the existing KrF light source as it is, no additional equipment investment cost is required, thereby reducing the cost.

한편, 여기에서는 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만, 당업자에 의하여 이에 대한 수정과 변형을 할 수 있다. 따라서, 이하, 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 사상과 범위에 속하는 한 모든 수정과 변형을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.Meanwhile, although specific embodiments of the present invention have been described and illustrated, modifications and variations can be made by those skilled in the art. Accordingly, the following claims are to be understood as including all modifications and variations as long as they fall within the true spirit and scope of the present invention.

Claims (3)

다마신 공정을 이용한 패턴 형성 공정에서 미세 폭의 스페이스를 갖는 다마신 패턴을 형성하기 위한 방법에 있어서,In the pattern formation process using a damascene process, a method for forming a damascene pattern having a space of fine width, 반도체 기판 상에 제1폭의 스페이스 패턴을 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및Forming a resist pattern having a space pattern of a first width on the semiconductor substrate; And 상기 제1폭 보다 작은 제2폭의 스페이스 패턴을 갖도록 상기 레지스트 패턴을 리플로우시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 다마신 패턴 형성방법.And reflowing the resist pattern to have a space pattern of a second width smaller than the first width. 제 1 항에 있어서, 상기 레지스트 리플로우는The method of claim 1 wherein the resist reflow is 오븐(oven) 또는 핫 플레이트(hot plate) 가열 방식으로 수행하는 것을 특징으로 하는 미세 다마신 패턴 형성방법.Method for forming a fine damascene pattern, characterized in that carried out by an oven or hot plate heating method. 제 2 항에 있어서, 상기 레지스트 리플로우는 50∼250℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 미세 다마신 패턴 형성방법.The method of claim 2, wherein the resist reflow is performed at 50 to 250 ° C. 4.
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