Abstract
It is necessary to use Arc layer and DUV resist to define 0.25 $\mu \textrm{m}$ line and space for 256 MDRAM devices. Poly-Si etching with Arc layer and different resists has been performed in a TCP-9408 etcher with variation of gas chemistries; $Cl_2/O_2, Cl_2/N_2, Cl_2$/HBr . DUV resist causes more positive etch profile and CD gain compared to I-line resist because the sidewall passivation is more stimulated by increasing polymerization through the loss of resist. When Arc layer is applied, CD hain also increases due to the polymeric mask formed after thching Arc layer. From the point of gas chemistry effects, the etch profile and CD gain is not improved using $Cl_2/O_2$ gas, since polymerization is accelerated in this gas. however, the vertical profile and less CD gain is obtained using $Cl_2$/HBr gas. Furthermore, HBr gas is very effective to suppress the difference of profile and CD variation between dense pattern and isolated pattern by minimizing non-uniformity of side wall passivation with pattern density.
256M DRAM급에 해당하는 0.25$\mu\textrm{m}$의 회로선 폭을 가공하기 위해 Arc layer & DUV resist 사용이 필수적이다. Poly-Si 식각시 Arc layer 적용여부 및 resist 종류에 따른 차이 를 TCP-9408 etcher(Lam Research Co.)에서 $Cl_2/O_2, Cl_2/N_2, Cl_2$/HBr 3가지 gas chemistry 를 변화시키면서 조사하였다. 동일한 식각 조건에서 DUV resist사용의 경우에 I-line resist 에 비해 식각 profile이 profile이 positive하고 CD gain도 크게 나왔다. 이것은 resist손실에 의한 polymer생성의 증가가 식각시 측벽 보호막을 강화시키기 때문이다. Arc layer 적용의 경우 Arc layer 식각시 생기는 fluorine계 polymer가 poly-Si 식각시 mask역할을 하므로 CD gain이 증가하는 것으로 나타났다. Gas chemistry에 의한 영향은 $Cl_2/O_2$의 경우가 식각 시 polymer형성을 촉진시켜 positive profile 및 CD gain을 초래하였다. $Cl_2$/HBr의 경우에는 profile이 vertical 하였고 CD gain도 거의 없었다. 또한 dense pattern 과 isolated pattern 사이의 profile 및 CD 차이도 가정 작게 나타났다. HBr gas 사용이 식각시 pattern density 에 따른 측벽 보호막 형성의 불균일성을 최소화 시켜 양호한 특성을 보여주었다.