KR20050011106A

KR20050011106A - Method for forming fine contact hole

Info

Publication number: KR20050011106A
Application number: KR1020030049948A
Authority: KR
Inventors: 정창영
Original assignee: 매그나칩 반도체 유한회사
Priority date: 2003-07-21
Filing date: 2003-07-21
Publication date: 2005-01-29

Abstract

PURPOSE: A method of forming a fine contact hole is provided to restrain a side-lobe effect and improve resolution by using a wet-developable BARC(Bottom Anti-Reflection Coating) layer as a patterning layer. CONSTITUTION: A wet-developable BARC layer(102) is formed on a silicon substrate(100). The silicon substrate including the BARC layer is heated at a predetermined temperature. A photoresist is coated on the BARC layer. An exposure process for the silicon substrate is performed. A developing process for the silicon substrate is performed to form a contact hole(108) having a predetermined shape on the BARC layer. The photoresist is removed therefrom.

Description

Method for forming fine contact hole {METHOD FOR FORMING FINE CONTACT HOLE}

본 발명은 반도체 소자의 제조 공정에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 미세 콘택 홀 형성시 습식으로 현상 가능한 하부 반사방지 코팅(wet developable bottom anti-reflection coating)을 패터닝 층으로 사용함으로서, 감쇠 위상전이 마스크(AttPSM; attenuated phase shift mask)를 이용할 때 가장 민감한 사항중의 하나인 사이드로브(sidelobe) 현상을 억제하여, 높은 투과율의 AttPSM 사용에 따른 분해능(resolution) 향상 및 공정 마진 향상을 가지고 올 수 있는 미세 콘택 홀 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a manufacturing process of a semiconductor device, and more particularly, by using a wet developable bottom anti-reflection coating as a patterning layer when forming a fine contact hole, thereby providing attenuation phase shift mask. Suppresses the sidelobe phenomenon, which is one of the most sensitive points when using an attenuated phase shift mask (AttPSM), resulting in improved resolution and process margins due to the use of high transmittance AttPSM. It relates to a contact hole forming method.

일반적으로, 분해능을 향상시키기 위한 방법 중의 하나로, 높은 투과율의 AttPSM을 이용하는 방법이 활발히 적용되어지고 있다.In general, as one of methods for improving resolution, a method using AttPSM having a high transmittance has been actively applied.

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 AttPSM의 경우에 투과율 변화에 따른 에어리얼 이미지 경사(aerial image slope)의 변화를 도시하는 그래프이다.1A and 1B are graphs showing a change in an aerial image slope according to a change in transmittance in the case of the AttPSM according to the prior art.

도 1a에 도시한 바에 같이, 기존의 8 % 이하의 AttPSM에 비해 투과율이 증가할수록 에어리얼 이미지 경사의 증가로 분해능 및 공정마진이 향상된다.As shown in FIG. 1A, as the transmittance increases as compared to the existing AttPSM of 8% or less, the resolution and the process margin are improved by increasing the aerial image tilt.

도 2는 종래 기술에 따른 AttPSM의 경우에 투과율 변화에 따른 사이드로브 세기(side lobe intensity)의 변화를 도시하는 그래프이다.FIG. 2 is a graph illustrating a change in side lobe intensity according to a change in transmittance in the case of the AttPSM according to the related art.

도 2에 도시한 바에 같이, 기존의 8 % 이하의 AttPSM에 비해 투과율이 증가할수록 에어리얼 이미지 경사의 증가로 분해능 및 공정마진이 향상된다 하더라도, 투과율이 증가할수록 사이드로브 세기가 증가하여 콘택 홀 형성시 차단층(blockinglayer)을 형성해야 하는 아직 해결하지 못한 문제를 가지고 있어서 실제 적용하지 못하고 있는 실정이다.As shown in FIG. 2, although the resolution and the process margin are improved by increasing the aerial image inclination as the transmittance increases as compared to the existing AttPSM of 8% or less, when the contact hole is formed by increasing the side lobe intensity as the transmittance increases. Blocking layer (blocking layer) to form a problem that has not yet solved yet has not been applied to the actual situation.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 주목적은 콘택 홀 형성시 패턴 크기를 습식으로 현상가능한 하부 반사방지 코팅막(wet developable bottom anti-reflection coating)의 굽는 온도로 조절함으로써, 사이드로브 인쇄에 영향을 미치는 인자 중 노출량(exposure dose)을 조절하여 사이드 로브를 제거할 수 있는 미세 콘택 홀 형성 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and the main purpose of the present invention is to adjust the pattern size at the baking temperature of the wet developable bottom anti-reflection coating when forming the contact hole. In addition, the present invention provides a method for forming a fine contact hole capable of removing side lobes by adjusting an exposure dose among factors influencing side lobe printing.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세 콘택 홀 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of forming a fine contact hole according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 미세 콘택 홀 형성 방법을 실시하여 형성된 콘택 홀을 프로파일을 나타내기 위한 사진이다.4 is a photograph for showing a profile of a contact hole formed by performing a method for forming a fine contact hole according to a preferred embodiment of the present invention.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-

100 : 실리콘 기판 102 : BARC 층100 silicon substrate 102 BARC layer

104 : 포토 레지스트 106 : 포토 레지스트 내의 컨택 홀104: photoresist 106: contact hole in photoresist

108 : BARC 층 내의 컨택 홀108: contact hole in BARC floor

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 실리콘 기판 상에 습식 현상이 가능한 BARC 층을 형성하는 단계와, BARC 층 형성된 실리콘 기판을 소정의 온도로 가열하는 단계와, BARC 층 상에 포토 레지스트를 도포하는 단계와, 노광을 실시하는 단계와, 현상 공정을 실시하여 포토 레지스트 및 BARC 층에 소정 형상의 컨택 홀을 형성하는 단계와, 포토 레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 콘택 홀 형성방법을 제공한다.The present invention for achieving the above object is a step of forming a wet development possible BARC layer on the silicon substrate, heating the silicon substrate formed BARC layer to a predetermined temperature, and applying a photoresist on the BARC layer Forming a contact hole of a predetermined shape in the photoresist and the BARC layer by performing an exposure process, and performing a developing process, and removing the photoresist. Provide a method.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, this embodiment is not intended to limit the scope of the present invention, but is presented by way of example only.

먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(100) 상에 습식 현상이 가능한 하부 반사방지 코팅(BARC; bottom anti-reflection coating) 층(102)을 형성한다. 이때의 식각 선택도(etch selectivity) 및 실리콘 기판(100)의 반사율을 고려하여 BARC 층(102)의 두께를 결정하는 것이 바람직하다. 이어서, BARC 층(102)이 형성된 실리콘 기판(100)을 소정의 온도로 가열을 한다. 이때의 소정 온도는 패턴의 크기에 맞추어 설정하는 것이 바람직하다.First, as shown in FIG. 3A, a bottom anti-reflection coating (BARC) layer 102 capable of wet development is formed on the silicon substrate 100. In this case, the thickness of the BARC layer 102 may be determined in consideration of the etch selectivity and the reflectance of the silicon substrate 100. Subsequently, the silicon substrate 100 on which the BARC layer 102 is formed is heated to a predetermined temperature. It is preferable to set predetermined temperature at this time according to the magnitude | size of a pattern.

그리고 나서, 도 3b에 도시된 바와 같이, BARC 층(102) 상에 포토 레지스트(104)를 도포한다. 또한, 이때의 포토 레지스트(104)의 두께는 분해능 향상을 위해 가능한 최소 두께로 결정하는 것이 바람직하다.Then, as shown in FIG. 3B, photoresist 104 is applied on BARC layer 102. In addition, the thickness of the photoresist 104 at this time is preferably determined to the minimum thickness possible to improve the resolution.

다음 단계로, 도 3c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 노광을 실시한다. 이때의 노광 도즈(dose)는 사이드로브를 형성시키지 않는 범위 내에서 결정한다. 이어서, 현상 공정을 실시하여 포토 레지스트(104)에 소정 형상의 컨택 홀(106)을 형성한다. 이때의 최종 패턴 크기는 습식으로 현상이 가능한 BARC 층(102)에 의하여 결정된다.Next, as shown in Fig. 3C, exposure is carried out according to a preferred embodiment of the present invention. The exposure dose at this time is determined within the range which does not form a side lobe. Subsequently, the development process is performed to form contact holes 106 of a predetermined shape in the photoresist 104. The final pattern size at this time is determined by the BARC layer 102, which is wet developable.

도 3d에 도시된 바와 같이, 포토 레지스트(104)를 제거한다.As shown in FIG. 3D, the photoresist 104 is removed.

본 발명을 본 명세서 내에서 몇몇 바람직한 실시예에 따라 기술하였으나, 당업자라면 첨부한 특허 청구 범위에서 개시된 본 발명의 진정한 범주 및 사상으로부터 벗어나지 않고 많은 변형 및 향상이 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.While the invention has been described in accordance with some preferred embodiments herein, those skilled in the art will recognize that many modifications and improvements can be made without departing from the true scope and spirit of the invention as set forth in the appended claims.

상기한 바와 같이 본 발명은 미세 콘택 홀 형성시 습식으로 현상이 가능한 BARC 층을 패터닝 층으로 사용함으로써, 높은 투과율의 AttPSM을 이용할 때, 가장 민감한 사항 중의 하나인 사이드로브 현상을 억제할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of suppressing side lobe phenomenon, which is one of the most sensitive matters, when using a high transmittance AttPSM by using a BARC layer that can be developed in the form of a micro contact hole as a patterning layer. have.

따라서, 본 발명은 높은 투과율의 AttPSM 사용에 따른 문제점 중의 하나인 사이드로브 현상을 억제할 수 있으므로 분해능 향상 및 고집적화를 제공할 수 있는 높은 투과율의 AttPSM을 사용할 수 있는 효과를 갖는다.Therefore, the present invention can suppress the side lobe phenomenon, which is one of the problems caused by the use of high transmittance AttPSM, and thus has the effect of using the high transmittance AttPSM, which can provide high resolution and high integration.

Claims

Forming a wet developable BARC layer on the silicon substrate,

Heating the silicon substrate on which the BARC layer is formed to a predetermined temperature;

Applying a photoresist on the BARC layer;

Performing exposure;

Forming a contact hole in the photoresist and the BARC layer by performing a developing process;

Removing the photoresist

A fine contact hole forming method comprising a.

The method of claim 1, wherein the thickness of the BARC layer is determined in consideration of etching selectivity and reflectance of the silicon substrate.

The method of claim 1, wherein the predetermined temperature is set according to the size of the pattern.

The method of claim 1, wherein the thickness of the photoresist is determined as the minimum thickness possible to improve resolution.

The method of claim 1, wherein the exposure dose is determined within a range in which side lobes are not formed.

The method of claim 1, wherein the size of the final pattern is determined by the BARC layer that can be developed in a wet manner.