반사방지코팅 재료의 임계치수(ＣＤ) 감소를 위한 식각공정 document_id A220623053764

반도체 소자 또는 집적회로(ICs)는 트랜지스터들과 같은 수 백만개의 소자들을 포함할 수 있다. 초대규모 집적회로(ultra-large scale integrated circuits)는 상보형금속산화물반도체(complementary metal oxide semiconductor; CMOS)와 전계효과트랜지스터(field effect transistors; FET)를 포함할 수 있다. 하나의 집적회로에 수 백만개의 소자들을 형성시킬 수 있는 위한 종래의 시스템 및 공정들의 성능에도 불구하고, 여전히 집적회로 소자 형상의 크기를 줄이고, 집적회로 상의 소자들의 숫자를 증가시키기 위한 요구가 있다. 집적회로 CD(critical dimensions)의 소형화에 대한 한가지 제약은 종래의 리소그래피(lithography)이다. 일반적으로, 프로젝션 리소그래피(projection lithography)는 다양한 매체 사이에 패턴 전달을 위한 공정이라고 언급된다. 종래의 프로젝션 리소그래피에 따르면, 실리콘 조각(silicon slice)과 웨이퍼는 방사-감응(radiation-sensitive) 필름 또는 코팅과 포토레지스트(photoresisit)로 균일하게 코팅된다. 방사의 노광 소스(exposing source)는 특정한 패턴을 위하여 개재하는 매스터 템플릿(intervening master template), 마스크 또는 레티클(reticle)을 통하여 표면의 선택된 영역을 노광시킨다. 방사는 자외선과 같은 빛, 진공자외선(vacuum ultra-violet; VUV) 빛 및 극자외선(deep ultraviolet) 빛일 수 있다. 방사는 또한 X-선 방사, E-빔 방사 등 일 수 있다. CD를 감소하기 위한 전통적인 방법은 리소그래픽 공정(lithographic process)에 대한 개선(improvements)에 의존한다. 이러한 개선은 시간 소모적이고 비용이 많이 들며, 종종 고가의 새로운 장비를 요구한다. 리소그래픽 개선(lithographic improvement)이 가능함에도 불구하고, 결함빈도의 증가에 의하여 리소그래픽 CD 축소가 종종 수반된다. 종래의 비-리소그래픽 CD 축소 공정(non-lithographic critical demension shrink process)에 따르면, 마스크층은 리소그래픽 형상(lithographic features)을 축소하기 위한 스페이서 에칭 공정(spacer etching processes) 대상이었다. 이런 스페이서 에칭 공정들은 일반적으로 산화물질 또는 질화물질로 구성된 스페이서 재료를 이용한다. 스페이서 재료는 전형적으로 폴리실리콘 게이트 또는 질화물/산화물 하드마스크(hardmask)와 같은 호환가능한 재료 층들의 주위에서 증착되고 식각된다. 반사방지코팅(anti-reflective coating; ARC)은 일반적으로 반사성을 감소시키기 위하여 포토레지스트 재료(photoresist material) 또는 하드마스크의 하부에 마련되어 왔고, 이에 의하여 얻어진 패턴의 CD(critical dimension)의 레지스트 노칭(resist notching), 리프팅(lifting) 및 변화(variation)가 감소된다. 일반적으로, 반사방지코팅(유기 또는 무기)층은 너무 얇고 광학 설계 파라미터(optical design parameters) 때문에 두께가 유연성(flexibility)을 허용하지 않기 때문에 하드마스크로 사용될 수 없는 비교적 얇은 층이다. 일반적으로 종래의 스페이서 식각 공정은 산화물 및 질화물 스페이서 공정과 관련된 재료 비호환성 문제 때문에 유기 반사방지코팅층(organic ARC layer)을 사용하지 않았다. 따라서, 비통상적인 중합 식각 기술(non-conventional polymerizing etch techniques)을 사용하여 CD 형상을 축소할 필요가 있다. 더 낳아가, 반사방지코팅층을 식각하는 더 작은 CD 수치(dimension)를 형성하는 공정이 필요하다. 그러나 더 낳아가, 식각에 의하여 CD 크기를 줄이려는 유기 반사방지코팅 공정이 필요하다. 더욱이, 반사방지코팅 형상의 CD 크기를 효과적으로 감소시키는 식각법이 필요하다. 그러나 이에 더하여, 확립된 유기 반사방지코팅 식각 공정에 부가되는 중합가스를 이용하여 유기 고분자 스페이서 재료의 CD 또는 최종 검출된 CD(final inspected critical demension; FICD)를 감소시킬 필요가 있다.