다양한 pattern 에 대한 감광제 재 흐름 전산모사

Abstract

현재 반도체 산업에서 초집적화를 실현시키기 위해서는 단연 lithography 기술이 제일 중요하다고 할 수 있다. 그러나 32 nm 급 이하의 pattern을 만들기 위해서 새로운 방안으로 제시되고 있는 high index immersion technology 와 extreme ultra violet lithography (EUVL), double patterning 등에서 반도체 산업에서 원하는 개발 속도를 못 따라가고 있어 Moore's law 가 계속 실현될지 미지수다. 이에 새로운 광학 시스템이 필요하지 않은 resolution enhancement technology (RET)를 이용한 분해능 향상에 많은 연구가 진행 중이다. 우리는 RET 중에 resist reflow process (RRP)를 이용하여 분해능을 향상시킨 결과를 소개하고자 한다. 우리는 Navier-Stokes 유체 방정식을 이용하여 laboratory-made simulator를 제작하고, 실험결과와 simulation 결과를 비교하여, 보다 빠르고 정확하게 공정 결과를 예측하고자 했다. 또한 기존에 contact hole (CH)에만 이용되어 왔던 RRP를 elongated CH, line and space, 2 dimension arbitrary pattern에 응용함으로써 RRP의 활용범위를 넓히고자 한다. 또한 현재 numerical aperture 1.35 광학계에서 한계 분해능인 40 nm 급 patterning을 32 nm 이하 patterning이 가능하게 할 수 있는 공정 조건을 찾았다. 이로서 새로운 장비 개발의 기다림 없이 현재 시스템에서 보다 빠르고, 경제적인 방법으로 32 nm 이하의 소자 생산을 할 수 있을 것으로 기대한다.; Lithography technique leads the integration of semiconductor process and technology. At present, producing a sub-32 nm line and space pattern is one of the most important issues in semiconductor manufacturing. The double patterning method is regarded as the most promising technology for producing a sub-32 nm half pitch node. However, the double patterning method is expensive for the production and a heavy data split is required. High index immersion technique, which is one of the other candidates, needs high index fluid and lens. However, it is not easy to get the desired absorbance of the materials. Thus, in order to achieve efficient and easier patterning, we propose a resist reflow process (RRP) for producing 32 nm patterns. We used a laboratory-made RRP simulator based on the Navier-Stokes equation including the surface tension, viscosity, gravity force and it can predict bulk effect, shrinkage and so on. RRP is used to enhance the resolution of contact hole (CH) type pattern. However, we suggested the RRP method that can be applied to various shaped patterns. As a result, the elongated CH, line and space, and two-dimensional arbitrary patterns can be made with RRP. Finally, we obtain arbitrary shaped sub-32 nm patterns that can be used in the semiconductor industry.