KR20030049897A - A forming method of pattern using ArF photolithography - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 기술에 관한 것으로 특히, 불화아르곤(ArF) 노광원을 이용한 패턴 형성 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to a semiconductor technology. Specifically, It is related with the pattern formation method using the argon fluoride (ArF) exposure source.
반도체 소자의 진전을 지지해 온 미세 가공 기술은 사진식각(Photo lithography) 기술인 바, 이 기술의 해상력 향상이 반도체 소자의 고집적화의 장래와 직결된다고 해도 과언은 아니다The microfabrication technology that has supported the progress of semiconductor devices is a photolithography technology, and it is no exaggeration to say that the improvement in resolution of this technology is directly connected to the future of high integration of semiconductor devices.
이러한 사진식각 공정은 주지된 바와 같이, 포토레지스트 패턴을 형성하는 공정과 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하는 식각 공정을 통해 피식각층을 식각해서 원하는 형태의 패턴 예컨대, 콘택홀 등을 형성하는 공정을 포함하는 바, 여기서 포토레지스트 패턴은 피식각층 상에 포토레지스트를 도포하는 공정과 준비된 노광 마스크를 이용해 포토레지스트를 노광하는 공정 및 소정의 화학용액으로 노광되거나, 또는 노광되지 않은 포토레지스트 부분을 제거하는 현상 공정을 통해 이루어진다.As is well known, the photolithography process includes a process of forming a photoresist pattern and a process of etching a layer to be etched through an etching process using the photoresist pattern as an etch mask to form a pattern having a desired shape such as a contact hole. Wherein the photoresist pattern includes a process of applying a photoresist on the etched layer, a process of exposing the photoresist using a prepared exposure mask, and a portion of the photoresist exposed or not exposed with a predetermined chemical solution; Through the development process.
DRAM(Dynamic Random Access Memory)을 핵심으로 하는 반도체 제품의 대량생산이 시작된 이후로 사직식각 기술 개발이 비약적으로 이루어져 왔다.Since the beginning of mass production of semiconductor products based on DRAM (Dynamic Random Access Memory), the development of the photolithography technology has been rapid.
광학 사진식각 기술에서의 해상력은 노광원의 파장에 반비례 하는데 “단계와 반복” 의 노광방식을 채택한 초기의 스테퍼(Stepper)에서 사용한 광원의 파장은 436㎚ (g-line)에서 365㎚(i-line)을 거쳐 현재는 248㎚(KrF Excimer Laser) 파장의 DUV(Deep Ultra-violet)를 이용하는 스테퍼나 스캐너 타입의 노광장비를 주로 사용하고 있다.The resolution in the optical photolithography technique is inversely proportional to the wavelength of the exposure source. The wavelength of the light source used in the initial stepper adopting the "step and repeat" exposure method ranges from 436 nm (g-line) to 365 nm (i-). Nowadays, stepper or scanner type exposure equipment using deep ultra-violet (UV) of 248nm (KrF Excimer Laser) is mainly used.
광 사진식각 기술은 그동안 0.6 mm 이상의 높은 구경수(Numerical Aperture) 렌즈와 하드웨어, 즉 구경, 마춤, 등과 같은 노광장비 자체의 발전은 물론이고 CAR(Chemically Amplified Resist) 타입 포토레지스트와 같은 재료의 개발 그리고 공정 측면에서의 TLR(Tri Layer Resist), BLR(Bi-Layer Resist), TSI(Top Surface Imaging), ARC(Anti Reflective Coating), 마스크 면에선 PSM(Phase Shift Mask)과 OPC (Optical Proximity Correction) 등의 많은 기술개발들이 이루어져 왔다.Photolithography technology has been used to develop materials such as CAR (Chemically Amplified Resist) type photoresist, as well as the development of exposure equipment such as high aperture lens and hardware of 0.6 mm or more, namely aperture, mars, etc. In terms of process, TLR (Tri Layer Resist), BLR (Bi-Layer Resist), TSI (Top Surface Imaging), ARC (Anti Reflective Coating), and PSM (Phase Shift Mask) and OPC (Optical Proximity Correction) Many technological developments have been made.
248㎚의 DUV 사진식각 기술은 초기에 시간 지연 효과, 기질 의존성 등과 같은 많은 문제들이 발생하여 0.18㎛ 디자인의 제품을 개발하였다. 그러나 0.15㎛ 이하의 디자인을 갖는 제품을 개발하기 위해서는 새로운 193㎚(ArF Excimer Laser)의 파장을 갖는 새로운 DUV 사진식각 기술로의 기술개발이 필수적이다. 그러나, 이러한 DUV 사진식각 기술에서 해상력을 높이기 위한 여러 기술을 조합한다 하여도 0.1㎛ 이하의 패턴은 불가능하므로 새로운 광원을 갖는 사진식각 기술의 개발이 활발히 진행되고 있다.The 248 nm DUV photolithography initially produced a number of problems, such as time delay effects and substrate dependence. However, in order to develop a product having a design of 0.15 μm or less, it is necessary to develop a technology with a new DUV photolithography technique having a wavelength of 193 nm (ArF Excimer Laser). However, even if a combination of various techniques for enhancing the resolution in the DUV photolithography technique is impossible to pattern less than 0.1㎛, the development of a photolithography technique having a new light source is actively progressing.
현재 가장 근접한 기술로는 전자 빔과 X-선을 광원으로 하는 노광장비 개발이 이루어져 있고, 그외에 약한 X-선을 S광원으로 하는 EUV (Extreme Ultraviolet) 기술이 개발되고 있다.Currently, the closest technology is developing exposure equipment using electron beams and X-rays as light sources, and EUV (Extreme Ultraviolet) technology using weak X-rays as S-light sources is being developed.
초기의 노광장비는 접촉프린터로서 기판 위에 바로 마스크를 대고 눈으로 마춘 후 노광하는 방식이였다. 이 기술이 조금 더 발전하여 마스크와 기판간의 갭을줄여 해상력을 높였는데 갭의 차이에 따라 연접촉(Soft contact)과 경접촉(Hard contact)(10㎛ 이하) 등의 근접 프린터로 노광하게 된다.The initial exposure equipment was a contact printer, in which a mask was placed directly on a substrate, and after exposure with eyes. This technology has been further developed to increase the resolution by reducing the gap between the mask and the substrate. Depending on the gap difference, it is exposed to a proximity printer such as soft contact and hard contact (10 μm or less).
그후, 꾸준한 발전을 통해 최근에는 KrF 레이저(λ=248㎚)를 광원으로 하는 노광장비의 개발과 포토레지스트의 발전 그리고 기타 부대기술의 향상으로 인하여 0.15㎛ 이하의 패턴도 가능하게 되었다.Subsequently, through the steady development, in recent years, the development of exposure equipment using a KrF laser (λ = 248 nm) as a light source, the development of photoresist, and the improvement of other auxiliary technologies have enabled the pattern of 0.15 μm or less.
현재는 ArF(불화아르곤) 레이저(λ=193㎚)로 하는 장비를 0.11㎛까지의 패턴을 목표로 개발하고 있다. DUV 사진식각 기술은 i-선 대비 해상도 및 DOF 등의 성능면에서 우수하지만, 공정제어가 쉽지 않다. 이러한 문제는 짧은 파장에서 기인된 광학적인 원인과 화학증폭형 포토레지스트의 사용에 의한 화학적인 원인으로 구분할 수 있다. 파장이 짧아지면 정지파 효과에 의한 CD 흔들림 현상과 기질 위상에 의한 반사광의 새김현상이 심해진다. CD 흔들림이란 입사광과 반사광의 간섭 정도가 포토레지스트의 미소한 두께 차이 또는 기질 필름의 두께차이에 따라 변함으로써 결과적으로 선 두께가 주기적으로 변하는 현상을 말한다. DUV 공정에서는 민감도 향상을 위해서 화학증폭형 포토레지스트를 사용할 수밖에 없는데, 그 반응메카니즘과 관련하여 PED(Post Exposure Delay) 안정성, 기질 의존성 등의 문제점이 발생하는 바, ArF 노광기술의 핵심 과제 중의 하나는 ArF용 포토레지스트의 개발이다. ArF는 KrF와 같은 화학 증폭형이지만 재료를 근본적으로 개량해야 하는 필요가 있기 때문인데, ArF용 포토레지스트 재료 개발이 어려운 것은 벤젠고리를 사용할 수 없기 때문이다. 벤젠고리는 건식 식각(Dry etching) 내성을 확보하기 위해 i-선 및 KrF 포토레지스트에 사용되어 왔다. 그러나, ArF 포토레지스트에 벤젠고리가 도입될 경우 ArF 레이저의 파장영역인 193nm에서 흡광도가 크기 때문에 투명성이 떨어져 포토레지스트 하부까지 노광이 불가능한 문제가 발생한다. 이 때문에, 벤젠고리를 가지지 않고 건식 식각 내성을 확보할 수 있으며, 접착력이 좋고 2.38% TMAH에 현상할 수 있는 재료의 연구가 진행 되고 있다. 현재까지 세계적으로 많은 회사 및 연구소에서 연구성과를 발표하고 있는 상태이다. 하지만, 현재 상용화되어 있는 것으로는 COMA(CycloOlefin-Maleic Anhydride) 또는 아크릴레이드(Acrylate) 계통의 폴리머 형태, 또는 이들의 혼합 형태로서 이들은 상기한 바와 같은 벤젠 구조를 가지고 있다.At present, an ArF (argon fluoride) laser (λ = 193 nm) is being developed to target a pattern up to 0.11 mu m. DUV photolithography is superior in terms of performance and resolution compared to i-rays, but process control is not easy. These problems can be divided into optical causes due to short wavelengths and chemical causes due to the use of chemically amplified photoresists. If the wavelength is shortened, the CD shake phenomenon due to the stationary wave effect and the reflection of reflected light due to the substrate phase become worse. CD shaking refers to a phenomenon in which the line thickness changes periodically as the degree of interference between incident light and reflected light changes depending on the slight thickness difference of the photoresist or the thickness difference of the substrate film. In the DUV process, a chemically amplified photoresist has to be used to improve sensitivity, and problems related to the reaction mechanism include PED (Post Exposure Delay) stability and substrate dependence. Development of a photoresist for ArF. ArF is a chemically amplified type such as KrF, but it is necessary to fundamentally improve the material. The difficulty in developing a photoresist material for ArF is that benzene rings cannot be used. Benzene rings have been used in i-ray and KrF photoresists to ensure dry etching resistance. However, when the benzene ring is introduced into the ArF photoresist, since the absorbance is large at 193 nm, which is the wavelength region of the ArF laser, the transparency is lowered and thus the exposure to the lower portion of the photoresist is impossible. For this reason, the research of the material which can ensure dry etching resistance, does not have a benzene ring, and has good adhesive force and can develop in 2.38% TMAH is progressing. To date, many companies and research institutes around the world have published their research results. However, currently commercially available in the form of polymers of COMA (CycloOlefin-Maleic Anhydride) or Acrylate series, or a mixture thereof, they have a benzene structure as described above.
결국, 도 1에 도시된 바와 같이 ArF 노광원을 이용한 사진식각을 통해 랜딩 플러그 콘택(Landing Plug Contact; 이하 LPC라 함) 등의 공정 시 줄무늬 모양 형태의 패턴의 변형(Striation)이 일어나거나, SAC 식각 도중 PR이 뭉치거나(Cluster) 성형 변형(Plastic deformation)되는 현상과 SAC 식각 도중 PR의 내성이 약하여 한쪽으로 몰리는 현상이 발생하는 바, ArF 포토레지스트의 약한 내구성과 불소계 기체에서의 약한 물성적 특성을 보완하는 것이 시급한 과제이다.As a result, as shown in FIG. 1, a stripe pattern deformation or a SAC occurs during a process such as landing plug contact (LPC) through photolithography using an ArF exposure source. PR lumps or plastic deformation during etching and PR resistance is weak due to weak resistance of PR during SAC etching. Complementing this problem is an urgent task.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 본 발명은, 패턴의 변형을 최소화하며 좁은 패턴 형성을 가능하게 할 수 있는 불화아르곤 노광원을 이용한 패턴 형성 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention proposed to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention to provide a pattern formation method using an argon fluoride exposure source that can minimize the deformation of the pattern and enable the formation of a narrow pattern.
도 1은 ArF 사진식각 공정을 사용하여 랜딩 플러그 콘택 형성시 줄무늬 모양 형태의 패턴 변형을 도시한 사진,1 is a photograph showing a pattern deformation of a stripe shape when forming a landing plug contact using an ArF photolithography process;
도 2는 LPC 공정시 주어진 조건 하에서 압력, 파워, 기판 온도 등의 변수에 따른 포토레지스트 패턴 변형 정도를 도시한 사진,2 is a photograph showing the degree of deformation of the photoresist pattern according to variables such as pressure, power, and substrate temperature under given conditions in the LPC process;
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 ArF 노광원을 이용한 패턴 형성 공정을 도시한 단면도,3A to 3C are cross-sectional views illustrating a pattern forming process using an ArF exposure source according to an embodiment of the present invention;
도 4에 각각 도시된 본 발명의 ArF 사진식각 공정을 통한 패턴을 도시한 사진.Figure 4 shows a pattern through the ArF photolithography process of the present invention shown in Figure 4, respectively.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 기판 11 : 게이트전극10 substrate 11 gate electrode
12 : 하드마스크 13 : 스페이서12: hard mask 13: spacer
14 : 피식각층 17 : 콘택홀14: etching target layer 17: contact hole
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 기판 상에 피식각층과 반사방지층을 차례로 형성하는 단계; 불화아르곤 노광원을 이용한 사진식각 공정을 실시하여 상기 반사방지층 상에 불화아르곤용 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 제1온도 조건을 유지하며, 상기 반사방지층을 선택적으로 식각하여 상기 피식각층 표면을 노출시키는 단계; 상기 제1온도 조건보다 상대적으로 높은 제2온도 조건을 유지하며, 상기 잔류하는 반사방지층을 마스크로 해서 상기 피식각층을 선택적으로 식각하는 단계를 포함하는 불화아르곤 노광원을 이용한 패턴 형성 방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention comprises the steps of sequentially forming an etched layer and an antireflection layer on the substrate; Performing a photolithography process using an argon fluoride exposure source to form a photoresist pattern for argon fluoride on the antireflection layer; Maintaining a first temperature condition and selectively etching the antireflection layer to expose the surface of the etched layer; It provides a pattern forming method using an argon fluoride exposure source, maintaining the second temperature conditions relatively higher than the first temperature conditions, and selectively etching the etched layer using the remaining anti-reflection layer as a mask. .
바람직하게, 본 발명의 상기 제1온도 조건은 -40℃ ∼ 25℃ 이며, 상기 제2온도 조건은 30℃ ∼ 80℃인 것을 특징으로 한다.Preferably, the first temperature condition of the present invention is -40 ° C to 25 ° C, the second temperature condition is characterized in that 30 ° C to 80 ° C.
본 발명은, COMA 또는 아크릴레이드 등의 ArF용 포토레지스트 패턴을 이용하여 패턴 형성할 때, 패턴 변형의 가장 큰 원인으로 작용하는 온도 조건을 적절히 유지 즉, 반사방지층의 식각시에는 저온 공정을 실시하고 피식각층의 식각시에는 상대적으로 고온공정을 실시함으로써, ArF용 포토레지스트 패턴의 변형을 최소화하도록 하는 것을 그 특징으로 한다.According to the present invention, when forming a pattern using a photoresist pattern for ArF such as COMA or acrylate, appropriately maintains the temperature condition acting as the largest cause of pattern deformation, that is, a low temperature process is performed during etching of the antireflection layer. In etching the layer to be etched, a relatively high temperature process is performed to minimize deformation of the photoresist pattern for ArF.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may more easily practice the present invention.
도 2는 LPC 공정시 주어진 조건 하에서 압력, 파워, 기판 온도 등의 변수에 따른 포토레지스트 패턴 변형 정도를 도시한 사진이다.2 is a photograph showing the degree of deformation of the photoresist pattern according to variables such as pressure, power, and substrate temperature under given conditions during the LPC process.
도 2를 참조하면, 26 mTorr의 압력과 50 mTorr의 압력 하에서의 패턴의 변화 모습을 비교하면, 50 mTorr에서 패턴 변형이 감소함을 알 수 있으며, 파워를 줄일 수록 패턴 변형이 개선된다.Referring to FIG. 2, it can be seen that when the pattern changes under a pressure of 26 mTorr and a pressure of 50 mTorr, the pattern deformation is reduced at 50 mTorr. As the power is reduced, the pattern deformation is improved.
한편, 온도의 경우 그 개선 특성이 두드러지게 나타나 0℃ 이하일 수록 패턴 변형이 거의 발생하지 않음을 알 수 있다.On the other hand, in the case of temperature, the improvement characteristics are remarkable, and it can be seen that the pattern deformation hardly occurs as the temperature is 0 ° C. or less.
즉, 본 발명은 패턴 변형의 주요 인자인 온도를 특히, 1차 식각단계인 반사방지층 식각 단계에서 저온 공정을 실시하며, 2차 식각 단계인 피식각층 식각 단계에서 상대적으로 고온 공정을 실시함으로써, 패턴 변형을 최소화하도록 하는 바, 이는 패턴의 변형은 두 식각 단계 중 특히 반사방지층응 식각하는 제1단계의 식각시 상대적으로 큰 영향을 받기 때문이다.That is, the present invention performs a low temperature process, particularly in the anti-reflection layer etching step, which is the primary factor of pattern deformation, and the relatively high temperature process in the etching step of the etching layer, which is the secondary etching step. The deformation is minimized because the deformation of the pattern is relatively affected during the etching of the first step of etching the anti-reflective layer, among the two etching steps.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 ArF 노광원을 이용한 패턴 형성 공정을 도시한 단면도로서, 이를 참조하여 상세히 설명한다.3A to 3C are cross-sectional views illustrating a pattern forming process using an ArF exposure source according to an embodiment of the present invention, which will be described in detail with reference to the drawings.
먼저 도 3a에 도시된 바와 같이, 반도체 소자를 형성하기 위한 여러 요소가 형성된 기판(10) 상에 폴리실리콘과 텅스텐 실리사이드 등의 실리사이드가 적층된 다수의 게이트전극(11)을 형성한다.First, as illustrated in FIG. 3A, a plurality of gate electrodes 11 having polysilicon and silicide such as tungsten silicide are formed on the substrate 10 on which various elements for forming a semiconductor device are formed.
즉, 기판(10)과 게이트전극(11)의 접촉 계면에 게이트 산화막(도시하지 않음)을 형성하며, 게이트전극(11) 상에 후속의 자기 정렬 식각(Self align contact)등에 의한 게이트전극의 손실을 방지하기 위한 질화막 등의 하드마스크(12)을 형성한다.That is, a gate oxide film (not shown) is formed at the contact interface between the substrate 10 and the gate electrode 11, and the loss of the gate electrode due to subsequent self-aligned etching on the gate electrode 11 is caused. A hard mask 12, such as a nitride film, is formed to prevent this.
이어서, 게이트전극(11)을 포함한 기판 전면에 질화막 등의 스페이서용 절연막을 증착한 후 전면식각 공정을 통해 게이트전극(11) 측벽에 스페이서(13)를 형성한 다음, 전체 구조 상부에 예컨대, APL(Advanced Planarization Layer) 산화막, BPSG(Boro Phospho Silicate Glass), SOG(Spin On Glass) 또는 HDP(High Density Plasma) 산화막 등의 산화막으로 이루어진 피식각층(14)을 형성한다.Subsequently, an insulating film for a spacer such as a nitride film is deposited on the entire surface of the substrate including the gate electrode 11, and then a spacer 13 is formed on the sidewall of the gate electrode 11 through an entire surface etching process. (Advanced Planarization Layer) An etched layer 14 made of an oxide film, such as an oxide film, Boro Phospho Silicate Glass (BPSG), Spin On Glass (SOG), or High Density Plasma (HDP) oxide film, is formed.
이어서, 피식각층(14) 상에 유기계열의 반사방지층(Organic Anti-Refrective Coating)(15)을 1000Å 내지 3000Å의 두께로 두껍게 형성한 후, 반사방지층(15) 상에 ArF용 포토레지스트를 도포한 다음, ArF 노광원을 이용한 사진식각 공정을 통해 포토레지스트 패턴(16)을 형성한다.Subsequently, a thick organic anti-refrective coating 15 was formed on the etched layer 14 to a thickness of 1000 kPa to 3000 kPa, and then a photoresist for ArF was applied on the antireflective layer 15. Next, the photoresist pattern 16 is formed through a photolithography process using an ArF exposure source.
구체적으로, 반사방지층(15) 상에 COMA 또는 아크릴레이드 등의 ArF용 포토레지스트를 1000Å 내지 5000Å의 두께가 되도록 도포한 다음, 이 때, 식각에 따른 포토레지스트 패턴(16)의 내성을 강화시키기 위한 추가 공정으로 전자빔(Electron beam) 조사 또는 Ar 이온주입(Ion implantation) 등을 실시한 다음, 불화아르곤 노광원(도시하지 않음)과 소정의 레티클(도시하지 않음)을 이용하여 포토레지스트의 소정 부분을 선택적으로 노광하고, 현상 공정을 통해 노광 공정을 통해 노광되거나 혹은 노광되지 않은 부분을 잔류시킨 다음, 후세정 공정 등을 통해 식각 잔유물 등을 제거함으로써 포토레지스트 패턴(16)을 형성한다.Specifically, the ArF photoresist, such as COMA or acrylate, is coated on the antireflection layer 15 to have a thickness of 1000 kPa to 5000 kPa, and at this time, to enhance the resistance of the photoresist pattern 16 according to etching. Further processing is performed by electron beam irradiation or Ar ion implantation, and then a predetermined portion of the photoresist is selectively selected using an argon fluoride exposure source (not shown) and a predetermined reticle (not shown). The photoresist pattern 16 is formed by exposing the photoresist layer, leaving the exposed or unexposed portion through the developing process, and then removing the etch residue through a post-cleaning process or the like.
다음으로, 도 3b에 도시된 바와 같이 기판(10)의 온도를 저온으로 유지하며반사방지층(15)을 선택적으로 식각하여 피식각층(14) 표면을 노출시킨다.Next, as shown in FIG. 3B, the antireflection layer 15 is selectively etched while keeping the temperature of the substrate 10 at a low temperature to expose the surface of the etching target layer 14.
구체적으로, 기판(10) 온도를 -40℃ ∼ 25℃로 유지하며, O2, N2, CF4, C2F6, C4F6및 C4F8로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 플라즈마를 이용하여 반사방지층(15)을 선택적으로 식각하며, 이 때 포토레지스트 패턴(16)의 손상을 최소화할 수 있도록 시간을 적절히 조절한다.Specifically, the temperature of the substrate 10 is maintained at −40 ° C. to 25 ° C., and at least one selected from the group consisting of O 2 , N 2 , CF 4 , C 2 F 6 , C 4 F 6, and C 4 F 8 The anti-reflective layer 15 is selectively etched using the plasma, and the time is appropriately adjusted to minimize the damage of the photoresist pattern 16.
다음으로, 도 3c에 도시된 바와 같이 기판(10)의 반사방지층(15) 식각시보다 상대적으로 고온으로 유지하며 포토레지스트 패턴(16)을 포함한 반사방지층(15)을 식각마스크로 하는 식각 공정으로 피식각층(14)을 선택적으로 식각한다.Next, as shown in FIG. 3C, the etching process is performed by using the antireflection layer 15 including the photoresist pattern 16 as an etching mask while maintaining the temperature at a relatively higher temperature than that of the antireflection layer 15 of the substrate 10. The etched layer 14 is selectively etched.
구체적으로, 기판(10)의 온도를 30℃ 내지 80℃로 유지하여 실시하며, Ar, CH2F2, CF4, C2F6, C4F6및 C4F8로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 이용한다.Specifically, the temperature of the substrate 10 is maintained at 30 ° C. to 80 ° C., and selected from the group consisting of Ar, CH 2 F 2 , CF 4 , C 2 F 6 , C 4 F 6, and C 4 F 8 . Use at least one.
여기서, 피식각층(14)의 일부를 식각할 때, 식각 타겟 선정은 게이트전극(11), 여기서는 하드마스크(12) 상에 형성된 피식각층(14)의 두께를 고려하여 결정하는 바, 본 발명의 실시예에서는 피식각층(14)을 선택적으로 식각하여 게이트전극(11) 사이의 기판(10) 표면을 노출시키는 콘택홀(17)이 형성된다.Here, when etching a portion of the etched layer 14, the etching target selection is determined in consideration of the thickness of the etched layer 14 formed on the gate electrode 11, here the hard mask 12, In an embodiment, a contact hole 17 is formed to selectively etch the etched layer 14 to expose the surface of the substrate 10 between the gate electrodes 11.
이어서, 세정 공정을 통해 상기한 SAC 공정시 발생한 부산물인 폴리머 등을 제거한 다음, 반사방지층(15)과 포토레지스트 패턴(16) 제거를 통해 패턴 형성 공정이 완료된다.Subsequently, by removing the polymer, which is a by-product generated in the SAC process through the cleaning process, the pattern forming process is completed by removing the anti-reflection layer 15 and the photoresist pattern 16.
여기서, 반사방지층(15)의 식각과 피식각층(16)의 식각은 동일 장비내 각각다른 식각 챔버에서 진행하는 것이 바람직하며, 두 챔버간에는 로드락 시스템을 통해 진공파괴(Vacuum break)없이 공정이 이어진다.Here, the etching of the anti-reflection layer 15 and the etching of the etched layer 16 are preferably performed in different etching chambers in the same equipment, and the process is continued without a vacuum break through the load lock system between the two chambers. .
따라서, 도 4에 각각 도시된 본 발명의 ArF 사진식각 공정을 통한 패턴 형성 공정 적용 후의 사진에 도시된 바와 같이 패턴 변형이 최소화 됨을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen that the pattern deformation is minimized as shown in the photograph after the pattern forming process is applied through the ArF photolithography process of the present invention shown in FIG. 4.
한편, 상기한 본 발명의 일실시에에서의 패턴은 I형의 고립된 패턴 또는 홀형태의 패턴 등을 모두 포함할 수 있다.On the other hand, the pattern in one embodiment of the present invention described above may include all of the I-type isolated pattern or hole-shaped pattern.
상기한 바와 같은 본 발명은, ArF 노광원을 이용한 사진식각 공정을 통한 패턴 형성시 ArF용 포토레지스트 패턴의 변형에 가장 큰 영향을 미치는 온도 조건을 패턴 변형에 가장 큰 식각단계인 1차 식각단계에서 저온으로 유지하며 공정을 진행한 다음, 2차 식각 단계에서는 이보다는 상대적으로 고온으로 식각 공정을 진행하여 포토레지스트 패턴의 손상을 방지할 수 있으며, 보다 미세한 패턴을 형성할 수 있음을 실시예를 통해 알아 보았다.The present invention as described above, the first etching step that is the largest etching step for the pattern deformation of the temperature conditions that have the greatest influence on the deformation of the photoresist pattern for ArF when forming the pattern through the photolithography process using the ArF exposure source After maintaining the process at a low temperature, in the second etching step, the etching process may be performed at a relatively high temperature to prevent damage to the photoresist pattern and to form a finer pattern. I tried to find out.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
전술한 본 발명은, ArF 사진식각 공정에 따른 PR 패턴의 변형과 손실을 방지할 수 있게 함으로써, 소자의 집적도 및 공정 마진을 향상시킬 수 있는 탁월한 효과를 기대할 수 있다.The present invention described above, by making it possible to prevent the deformation and loss of the PR pattern according to the ArF photolithography process, it can be expected to have an excellent effect of improving the integration and process margin of the device.
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