이종원소 합금화를 통한 고품질 사중패터닝 물질의 제조방법

슈퍼사이클 ALD 이트륨 도핑으로 표면거칠기를 낮춘 TiO2 사중패터닝 박막

본 기술은 타이타늄산화물(TiO2) ALD 공정과 이트륨산화물(Y2O3) ALD 공정을 16:1 비율로 묶은 슈퍼사이클을 반복하여 Y2O3가 도핑된 합금 박막을 형성하고, 이를 사중패터닝용 물질로 제조하는 방법입니다.

반도체 미세패턴 구현에서 이중패터닝은 한계에 도달했고, 사중패터닝 박막으로 쓰이는 SiO2는 박막 밀도와 식각 선택비가 요구 수준에 미치지 못했습니다. 대안으로 주목받은 TiO2는 박막 밀도가 높지만 후속 열처리 과정에서 결정화로 인해 표면거칠기가 오히려 증가하는 문제가 있었습니다.

본 기술은 이종원소 합금화로 TiO2의 결정화를 억제하여 400℃ 후속 열처리 뒤에도 박막 표면거칠기가 1.92Å에서 1.53Å으로 감소하도록 만듭니다. 초미세 로직 소자와 고집적 메모리의 패터닝 공정에 적용될 수 있어 노광 한계를 넘어서는 선폭 미세화를 안정적으로 뒷받침할 수 있습니다.

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Key Features:

• 기판 위에 TiO2 박막 ALD 증착과 Y2O3 박막 ALD 증착을 각각 반복하는 것을 하나의 슈퍼사이클로 구성하는 단계
• TiO2 ALD 공정과 Y2O3 ALD 공정을 16:1 비율로 실행하는 슈퍼사이클을 수행하여 Y2O3가 도핑된 합금 박막을 형성하는 단계
• 제조된 다중패터닝 물질 박막을 400℃에서 1시간 후속 열처리하여 표면거칠기를 감소시키는 단계
• TTIP와 Y(iPrCp)2(N-iPr-amd)를 전구체로, 오존을 반응가스로 사용하여 실리콘 기판 위에 사중패터닝용 박막을 형성하는 구성

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본 발명은 산업통상자원부의 게이트 스페이서 및 다중 패터닝 기술을 위한 SiN / SiO2 플라즈마 원자층 증착 공정 및 대체기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.

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